COULEURS. Chapitre 2. A. Le programme. B. La démarche adoptée dans le manuel. Commentaires

Chapitre 2 COULEURS A. Le programme Notions et contenus Couleur des objets. Synthèse additive, synthèse soustractive. Absorption, diffusion, transmission. Vision des couleurs et trichromie. Daltonisme. Principe de la restitution des couleurs par un écran plat (ordinateur, téléphone portable, ). Compétences attendues Interpréter la couleur observée d un objet éclairé à partir de celle de la lumière incidente ainsi que des phénomènes d absorption, de diffusion et de transmission. Utiliser les notions de couleur blanche et de couleurs complémentaires. Prévoir le résultat de la superposition de lumières colorées et l effet d un ou plusieurs filtres colorés sur une lumière incidente. Pratiquer une démarche expérimentale permettant d illustrer et comprendre les notions de couleurs des objets. Distinguer couleur perçue et couleur spectrale. Recueillir et exploiter des informations sur le principe de restitution des couleurs par un écran plat. Commentaires Cette partie du programme est partiellement traitée dans les classes de collège. En particulier, les notions de lumière blanche et de synthèse additive des couleurs sont abordées en classe de 4 e ; le fait que la couleur perçue dépend de la lumière incidente y est également présentée. La synthèse soustractive, en revanche, est une nouveauté pour les élèves de première S. Malgré ce bagage relativement ancien, les notions abordées dans ce chapitre sont assez ardues et subtiles, surtout lorsqu il s agit de distinguer couleur spectrale et couleur perçue ou lorsqu il faut prévoir la couleur d un objet éclairé par une lumière qui n est pas la lumière blanche. Il semble évident que la diffusion à laquelle le programme fait référence est la réflexion diffusive des objets opaques. Malgré tout, nous avons décidé de traiter un autre type de diffusion (en l occurrence la diffusion de Rayleigh) dans l activité 4. B. La démarche adoptée dans le manuel Afin de permettre aux élèves de prévoir la couleur d un objet, le parti-pris du manuel a été de découper grossièrement le spectre visible en trois parties : radiations de basses longueurs 14 LIVRE DU PROFESSEUR 5908_LDP_02.indd 1 13/09/11 14:40:28

d onde (autour du bleu spectral), de moyennes longueurs d ondes (autour du vert spectral) et grandes longueurs d onde (autour du rouge spectral). Les raisonnements se font alors de façon systématique sur la présence ou l absence de ces parties du spectre dans la lumière diffusée. C. Commentaires sur les activités et documents proposés Évaluer les acquis de la seconde p. 32 Réponses aux questions Cette expérience illustre le fait que la lumière blanche peut être obtenue par superposition de faisceaux de lumière colorée. Certaines couleurs (le magenta par exemple) n apparaissent pas sur le spectre de la lumière blanche. Interpréter une expérience p. 32 Une faible quantité de permanganate suffit à colorer une solution aqueuse. L expérience peut aussi être effectuée avec de l eau de Dakin (qu on se procure en pharmacie) et un transparent jaune pour protège-cahier, par exemple. L activité 1 du chapitre 3 p. 57 fournit un protocole expérimental pour la réalisation de spectres. Interprétation attendue L eau de Dakin (ou solution de permanganate) apparaît magenta : le spectre de la lumière transmise contient des courtes longueurs d onde (autour du bleu spectral) et des grandes longueurs d ondes (autour du rouge spectral). Autrement dit, la solution absorbe la partie centrale du spectre (les longueurs d onde moyennes autour du vert spectral). Le filtre jaune absorbe sa couleur complémentaire, c est-à-dire les basses longueurs d onde (autour du bleu spectral). Il transmet donc les hautes longueurs d ondes (autour du rouge spectral) et les longueurs d onde moyennes (autour du vert spectral). Si on éclaire l eau de Dakin en lumière blanche, et que l on filtre la lumière transmise à l aide d un filtre jaune, on obtient in fine du rouge : l eau de Dakin filtre le vert (la lumière transmise contient du bleu et du rouge), et le transparent jaune filtre le bleu mais pas le rouge. Activité 1 p. 34 Il semble judicieux de commencer par distinguer couleur spectrale et couleur perçue de façon à «partir du bon pied». Le premier montage vise à étudier le spectre visible en le décomposant sur un écran, à repérer différentes couleurs spectrales associées à une longueur d onde λ, et à estimer la valeur de ces longueurs d ondes. La seconde partie de l activité consiste en l étude des spectres de différentes lumières colorées. Le fait que plusieurs couleurs spectrales apparaissent sur ces spectres, par exemple sur celui de la lumière blanche à travers un filtre jaune (à comparer avec le spectre de la lumière jaune provenant d une lampe à vapeur de sodium), mène l élève à la conclusion qu une couleur perçue n est pas nécessairement spectrale. 2. COULEURS 15 5908_LDP_02.indd 2 13/09/11 14:40:28

Réponses aux questions 1. La valeur de a dépend du nombre de traits par mm du réseau. Dans le cas où la lentille est placée à 25 cm de la fente et à 25 cm de l écran, et si le réseau est accolé à la lentille, a = 1,3 10 5. (Le spectre occupera une bande de 3 cm de long, décalée de 3 cm à côté de l image de la fente.) 2. Violet : λ = 450 nm environ ; bleu : λ = 500 nm environ ; vert : λ = 550 nm environ ; jaune : λ = 580 nm environ ; orange : λ = 600 nm environ ; rouge : λ = 700 nm environ. 3. a. Au travers du filtre bleu : les couleurs spectrales proches du violet et du bleu (faibles longueurs d onde) apparaissent sur l écran. b. Au travers du filtre vert : les parties verte, jaune et cyan du spectre (les longueurs d onde intermédiaires) apparaissent. c. Au travers du filtre rouge : les partie oranges et rouge du spectre (les grandes longueurs d onde) sont présentes sur le spectre. d. Au travers du filtre jaune : les parties verte et jaune du spectre (les longueurs d onde intermédiaires), ainsi que les parties orange et rouge du spectre (les grandes longueurs d onde) sont transmises par le filtre. 4. a. Après passage de la lumière au travers du filtre jaune, la partie bleue du spectre est manquante. b. La superposition des lumières verte et rouge donne une couleur perçue jaune. c. Voir animation. 5. a. On ne peut pas distinguer, à l œil nu, la lumière jaune obtenue avec la lampe à vapeur de sodium et la lumière jaune filtrée : les couleurs perçues sont identiques. b. La couleur jaune de la lampe à vapeur de sodium est une couleur spectrale. 6. a. Une couleur spectrale est une couleur dont le spectre ne comprend qu une unique couleur. La couleur perçue correspond à l impression visuelle donnée par une lumière. Elle peut être spectrale, ou non : dans ce second cas, le spectre de la lumière comprend alors plusieurs couleurs spectrales. b. La lumière d une lampe blanche ayant traversé un filtre jaune donne une couleur perçue jaune qui n est pas spectrale (voir 3. d.). Activité 2 p. 35 Cette activité est composée de deux parties. La première, documentaire, présente le principe des écrans plats. La seconde est expérimentale : l observation d un cercle chromatique affiché à l écran d un ordinateur (grâce à une loupe ou à une photographie agrandie) permet de discerner les trois sous-pixels. On introduit dans cette activité la notion de couleur complémentaire, qui sert, avec le cercle chromatique, à prévoir le résultat de la superposition de lumières colorées. Réponses aux questions 1. a. Le pixel agit comme un ensemble de trois filtres : c est le tube placé derrière le pixel qui émet de la lumière. b. Un filtre coloré sélectionne une partie du spectre visible émis par l écran. Les filtres rouge, vert, bleu, placés devant une source de lumière blanche, donnent respectivement une lumière perçue rouge, verte et bleue. 2. a. Les couleurs rouge, verte et bleue sont qualifiées de primaires car elles suffisent à elles trois pour reconstituer toutes les couleurs perçues par l œil humain. 16 LIVRE DU PROFESSEUR 5908_LDP_02.indd 3 13/09/11 14:40:28

b. Les trois sous-pixels étant très proches, ils sont perçus par l œil nu comme un seul et même point lumineux, dont la lumière est la superposition des trois lumières colorées de chaque sous-pixel. La couleur de ce point est contrôlée en faisant varier l intensité lumineuse des souspixels (une variation de tension aux électrodes modifie l orientation des cristaux liquides, et par conséquent la transparence de chaque filtre). c. On parle de synthèse additive car les couleurs des trois sous-pixels «s ajoutent» pour donner une unique couleur perçue. 3. Sous-pixel Couleur Zone vert bleu rouge perçue complémentaire z 1 X X jaune bleu z 2 X rouge cyan z 3 X X magenta vert z 4 X X X blanc z 5 X vert magenta z 6 X bleu jaune z 7 X X cyan rouge Concernant le complémentaire du blanc, on peut évoquer le noir, qui apparaît comme une «noncouleur». 4. a. En synthèse additive, le blanc s obtient par superposition de lumières rouge + verte + bleue. b. Une couleur primaire de la synthèse additive s obtient par allumage du sous-pixel de la même couleur. c. Le magenta est restitué grâce à l allumage des sous-pixels bleu et rouge. Plus généralement, une couleur secondaire de la synthèse additive est obtenue par allumage de toutes les couleurs primaires, sauf la couleur complémentaire de la couleur secondaire considérée. Activité 3 p. 36 Cette activité, centrée sur la synthèse soustractive, a pour fil directeur la couleur des feuilles d arbre selon les saisons. Elle commence par la manipulation de filtres colorés qui, superposés sur une feuille blanche, donnent différentes couleurs, dont celles des feuilles. La seconde partie, documentaire, relie les spectres de différents pigments contenus dans les feuilles (chlorophylles et carotène) à l impression visuelle qui résulte de l éclairage d échantillons de ces espèces en lumière blanche. Réponses aux questions 1. a. Une feuille verte est modélisée par deux filtres jaune et cyan superposés au-dessus d une feuille blanche. La couleur complémentaire du vert est le magenta. b. Une feuille rouge est modélisée par deux filtres jaune et magenta superposés au-dessus d une feuille blanche. La couleur complémentaire du rouge est le cyan. 2. a. Avec un seul filtre, la couleur perçue est la couleur du filtre. b. Avec deux filtres : la couleur perçue est la couleur complémentaire du filtre qui n est pas utilisé. c. Trois filtres superposés absorbent toutes les radiations lumineuses : la «couleur» perçue est le noir. 3. On parle de «synthèse soustractive» car, à chaque fois que l on ajoute un filtre, on assombrit la feuille (on soustrait certaines radiations du spectre de la lumière incidente). 2. COULEURS 17 5908_LDP_02.indd 4 13/09/11 14:40:28

4. a. Les chlorophylles a et b apparaissent vertes en solution aqueuse (couleur des solutions dans les tubes). b. La partie du spectre visible non absorbée par les chlorophylles correspond aux longueurs d onde intermédiaires (autour du vert). c. L été, les feuilles apparaissent vertes à cause de la présence des chlorophylles, qui sont prédominantes. 5. a. La couleur perçue du carotène (jaune-orangé), présent dans les feuilles à l automne, peut expliquer la couleur des feuilles en cette saison. b. Le carotène absorbe les radiations lumineuses de faibles longueurs d onde (autour du bleu). c. La couleur perçue (jaune) est le complémentaire de la couleur spectrale absorbée (bleu). 6. a. Le carotène agit comme un filtre jaune car il laisse passer les radiations lumineuses de moyennes (autour du vert) et grandes (autour du rouge) longueurs d onde (cf. activité 1 p. 34). b. La chlorophylle se comporte comme un filtre jaune et un filtre cyan superposés. Activité 4 p. 37 La première partie de cette activité aborde les concepts de diffusion, transmission et lumière incidente grâce à l expérience de cours du «coucher de soleil». La seconde partie, documentaire, montre sur un exemple (couleur des objets sous une grande profondeur d eau) que la couleur d un objet dépend non seulement de l objet, mais aussi de la lumière qui l éclaire. Réponses aux questions 1. a. La lumière transmise est rougeâtre. b. La lumière diffusée est bleutée. 2. a. Si l aquarium modélise l atmosphère, l observation du ciel (sauf en direction des rayons solaires) est celle de la lumière diffusée par l atmosphère (bleue). b. L observation du Soleil (si les rayons lumineux traversent une grande épaisseur d atmosphère, ce qui est le cas au lever ou au coucher du Soleil) est celle de la lumière transmise par l atmosphère (rouge). 3. a. Une grande profondeur d eau absorbe les radiations de grandes longueurs d onde (autour de la couleur spectrale rouge) et de longueurs d onde intermédiaires (autour de la couleur spectrale verte). b. Elle transmet les faibles longueurs d ondes (autour de la couleur spectrale bleue). 4. Une grande profondeur d eau peut être comparée à un filtre bleu. 5. a. Les gorgones absorbent la couleur complémentaire du magenta : le vert (qui correspond aux radiations de longueurs d onde intermédiaires). b. Elles diffusent les radiations de grandes longueurs d onde (autour de la couleur spectrale rouge) et de faibles longueurs d onde (autour de la couleur spectrale bleue). 6. Éclairées par des radiations de faibles longueurs d onde (autour de la couleur spectrale bleue), les gorgones ne diffusent que ces radiations de faibles longueurs d ondes (autour de la couleur spectrale bleue). Elles apparaissent donc bleues. 7. a. Les phénomènes qui interviennent dans la couleur perçue d un objet sont la diffusion, l absorption et la transmission. b. Oui : la couleur d un objet dépend de la lumière qui l éclaire. 18 LIVRE DU PROFESSEUR 5908_LDP_02.indd 5 13/09/11 14:40:29

D. Déroulement du cours Il faut souligner que les notions de ce chapitre sont utiles à la compréhension des chapitres 4 et 5 de chimie. On peut compter pour ce chapitre deux séances d activités expérimentales en demi-groupe et deux séances en classe entière. Exemple de progression : Séance de TP En demi-groupe : activités 1 et 2 (1 h 30 à 2 h). Cours En classe entière : 1. Synthèse additive ; exercices d application (1 h à 1 h 30). Séance de TP En demi-groupe : activités 3 et 4 (1 h 30 à 2 h). Cours En classe entière : 2. Synthèse soustractive ; 3. Couleur d un objet ; exercices d application (1 h à 1 h 30). Remarque : l activité 4 correspond soit à une manipulation intégrée à la séance en demi-groupe, si le matériel nécessaire est disponible, soit à une manipulation présentée au bureau lors d une séance en classe entière. E. Réponses aux exercices p. 42 Les réponses aux exercices qui ne figurent pas ici sont à la fin du manuel, p. 352. 4 1. La nuit, sans éclairage, la tribune apparaît noire. Pour obtenir les couleurs du drapeau français, il faut superposer la lumière des spots. Pour le bleu : spot bleu ; pour le blanc : superposition du spot bleu + spot vert + spot rouge ; pour le rouge : spot rouge. On placera donc les spots dans l ordre bleu, vert, rouge, avec une superposition partielle des spots rouge et bleu, et la lumière du spot vert concentrée dans cette zone de superposition. 2. Le spot bleu ne fonctionne pas. Aussi : à gauche, le spot bleu est éteint donc la tribune est noire ; au centre : seuls les spots vert et rouge fonctionnent, on obtient du jaune ; à droite le spot rouge fonctionne, donc la couleur est encore rouge. 3. L ancienne méthode de restitution de la 3D avait l inconvénient majeur de présenter une intensité lumineuse forte sur un œil et très faible sur l autre dans le cas où la couleur de l objet représenté était identique à celle d un filtre (cf. question précédente). 6 1. Le spectre a correspond au spot bleu, le spectre b au spot vert et le spectre c au spot rouge. 2. Spectre d : spots bleu + vert ; spectre e : spots bleu + rouge ; spectre f : spots vert + rouge. 3. Les couleurs perçues sont : pour le spectre d : cyan ; spectre e : magenta ; spectre f : jaune. 5 1. a. Le procédé utilisé par un écran de télévision est la synthèse additive. b. Les couleurs des sous-pixels de cet écran sont les trois couleurs primaires de la synthèse additive : vert, bleu et rouge. 2. a. L œil droit voit le rouge mais pas le bleu : le camion est rouge mais les gyrophares apparaissent noirs, sur le fond noir de la nuit. b. L œil gauche voit le bleu mais pas le rouge : les gyrophares sont perçus bleus mais le camion semble noir! 7 1. La couleur de ce laser est spectrale (la lumière est monochromatique). 2. Pour réaliser un hologramme qui restitue la perception des couleurs, il faut trois lasers : un rouge, un vert et un bleu. 8 1. Le cyan est la couleur complémentaire du rouge. Pour obtenir un éclairage cyan, on utilise donc les filtres vert et bleu. Le jaune est la couleur complémentaire du bleu, donc on utilise les filtres vert et rouge pour l obtenir. 2. COULEURS 19 5908_LDP_02.indd 6 13/09/11 14:40:29

2. Les ombres sont bleues et rouges. Les projecteurs utilisés sont le bleu et le rouge. 13 1. L imprimante utilise la synthèse soustractive (procédé CMJN). 2. Les encres correspondent aux trois couleurs primaires de la synthèse soustractive : magenta, cyan, jaune, ainsi que le noir pour améliorer le contraste. 3. Le coquelicot est rouge, le ciel est magenta : les encres magenta et jaune sont présentes. Il manque le cyan. 4. Le coquelicot est jaune et le ciel est cyan : il manque le magenta. 5. Le coquelicot est magenta, et le ciel et bleu : il manque le jaune. 14 1. a. La gouache bleue correspond à la superposition d un filtre cyan et d un filtre magenta. b. La gouache rouge correspond à la superposition d un filtre jaune et d un filtre magenta. 2. Le mélange de gouaches bleue et rouge correspond à la superposition de tous les filtres des couleurs primaires de la synthèse soustractive : la feuille apparaît noire. 15 1. Les fromages apparaissent jaunes. 2. La couleur complémentaire du jaune est le bleu. 3. Le rocou absorbe les faibles longueurs d onde (autour du bleu). 4. Oui : le carotène absorbe les faibles longueurs d onde (son spectre ne contient pas de bleu). 17 1. a. La superposition des trois filtres de la synthèse soustractive donne du noir. b. Il faut superposer deux filtres car les spectres correspondent à ceux de couleurs primaires de la synthèse additive, donc secondaires de la synthèse soustractive. c. Spectre a : superposition des filtres d et e ; spectre b : superposition des filtres d et f ; spectre c : superposition des filtres e et f. 20 LIVRE DU PROFESSEUR 2. a. Les couleurs perçues sont : pour le spectre a : couleur bleue ; spectre b : couleur verte et spectre c : couleur rouge. b. Les filtres correspondantes sont : pour le spectre d : filtre cyan ; spectre e : filtre magenta ; spectre f : filtre jaune. 18 1. a. Placer un filtre jaune au-dessus de la feuille blanche. b. Superposer un filtre jaune et un filtre magenta. c. Superposer un filtre jaune et un filtre cyan. 2. a. Les petites longueurs d onde (autour du bleu). b. Les grandes longueurs d onde (autour du rouge). c. Les moyennes longueurs d onde (autour du vert). 3. a. Les grandes (autour du rouge) et les moyennes (autour du vert) longueurs d onde. b. Les grandes longueurs d onde (autour du rouge). c. Les moyennes longueurs d onde (autour du vert). 22 1. En haut à gauche : lumière incidente ; en haut et en bas à droite : lumière diffusée. 2. L objet ne diffuse que les grandes longueurs d onde du spectre visible : il apparaît rouge. 3. L objet absorbe les petites et les moyennes longueurs d onde du spectre visible (bleu et vert). 4. Le filtre cyan (couleur complémentaire du rouge) transmet les petites et des moyennes longueurs d onde du spectre visible (bleu et vert). L objet sera alors perçu noir (il absorbe toute la lumière incidente). 23 1. a. La couleur perçue de la solution éclairée en lumière blanche est le complémentaire du rouge, absorbé : elle apparaît de couleur cyan. b. La solution de sulfate de cuivre peut être assimilée à un filtre cyan. 2. a. Le protège-cahier filtre les moyennes et grandes longueurs d onde. Comme la solution transmet les faibles et moyennes longueurs 5908_LDP_02.indd 7 13/09/11 14:40:29

d onde, seules les moyennes longueurs d onde parviennent jusqu à l œil : la solution apparaît verte. b. On obtiendrait la même couleur en superposant un filtre jaune et un filtre cyan. 24 1. a. La solution transmet les radiations lumineuses de grande longueur d onde (autour du rouge spectral) et de petites longueurs d onde (autour du bleu spectral). b. Les radiations de grande longueur d onde (autour du rouge spectral) sont les mieux transmises (l intensité lumineuse transmise est la plus importante). 2. a. Le fuchsia s approche du magenta. b. Le magenta s obtient par la superposition de faisceaux lumineux rouge et bleu. Pour une solution fuchsia, l intensité lumineuse transmise serait égale aux grandes longueurs d onde (autour du rouge spectral) et aux petites longueurs d onde (autour du bleu spectral). 26 1. La porte diffuse les radiations de grande longueur d onde du spectre visible (autour du rouge). 2. Les reflets blancs observés sur la porte sont dus à la réflexion spéculaire. 27 1. La lumière de spectre (a) est jaune, celle de spectre (b) aussi. Les couleurs de ces deux lumières sont métamères. 2. a. Les pommes jaune, verte et rouge en lumière blanche apparaîtront respectivement jaune, verte et rouge avec la source lumineuse de spectre a. b. Les pommes jaune, verte et rouge en lumière blanche apparaîtront respectivement jaune, jaune et noire avec la source lumineuse de spectre b. 28 1. Oui : une lumière monochromatique correspond à une couleur spectrale. 2. a. Blanche : la voiture diffuse toutes les longueurs d onde, donc apparaîtra jaune dans le tunnel. b. Bleue : elle diffuse les radiations de courte longueur d onde (couleur spectrale bleue), donc apparaîtra noire. c. Jaune : elle diffuse toutes les radiations sauf de courte longueur d onde (couleur spectrale bleue, complémentaire du jaune), donc apparaîtra jaune. d. Noire : elle ne diffuse aucune longueur d onde, donc apparaîtra noire. 29 1. Le linge apparaît jaune, donc la couleur complémentaire est absorbée : la cellulose absorbe le bleu. 2. Pour compenser l absorption du bleu par le linge, il faut que les agents azurants émettent du bleu. 3. a. Les agents azurants qui imprègnent le linge émettent un spectre autour de la couleur spectrale bleue, et la cellulose émet le reste du spectre (vert + rouge) : on obtient tout le spectre visible. b. Ces deux couleurs (jaune et bleu) sont complémentaires, et donnent de la lumière blanche en s additionnant. C est une synthèse additive. 30 Voir Erratum p. 23. 1. Les couleurs perçues comme du rouge et du vert par un individu à la vision normale (cercle de gauche) sont toutes deux perçues de la même couleur par le patient daltonien (cercle de droite) : celui-ci confond donc rouge et vert. 2. S ils n étaient sensibles qu au vert, la perception du rouge, autre couleur primaire de la synthèse additive, ne devrait pas être affectée. C est donc que les courbes de sensibilité spectrales des trois types de cônes se recoupent : voir figure ci-dessous, représentant la sensibilité relative des trois types de cônes d un homme ayant une vue normale. Absorption relative 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 S M L 400 500 600 700 Longueur d onde (nm) 2. COULEURS 21 5908_LDP_02.indd 8 13/09/11 14:40:29

32 1. Le pigment se comporte comme un filtre : il absorbe une partie du spectre visible. 2. Synthèse soustractive. 3. L énergie lumineuse absorbée permet l échauffement des ailes du papillon. 4. L absorption par une aile noire est «complète» ou «totale» : tout le spectre est absorbé. 33 1. Lumière rouge : filtres magenta et jaune superposés sur le trajet de la lumière blanche. 2. La superposition de deux ou trois filtres des couleurs primaires de la synthèse additive (rouge, vert et bleu) donne un filtre opaque : on ne peut obtenir que ces trois couleurs. La superposition de filtres des couleurs primaires de la synthèse soustractive (cyan, jaune, magenta) permet d obtenir des couleurs secondaires : six couleurs d éclairage sont alors possibles. 3. La lumière cyan contient les couleurs spectrales autour du bleu et du vert, donc la chemise bleue en lumière blanche sera perçue bleue. 4. La lumière magenta contient les couleurs spectrales autour du bleu et du rouge, donc le décor jaune, qui émet les couleurs spectrales autour du rouge et du vert, sera perçu rouge. 34 1. a. Les caroténoïdes et la couche qui apparaît cyan se comportent comme deux filtres (cyan et jaune) superposés. b. Synthèse soustractive. 2. En l absence de pigments, la plume devrait apparaître cyan, ce qui n est pas le cas. 35 1. a. La solution aqueuse de diiode absorbe le plus à 350 nm, dans l UV. b. À partir de 500 nm, la solution n absorbe plus. 2. Si la solution aqueuse était éclairée par une lumière : a. jaune : elle apparaît jaune ; b. rouge : elle apparaît rouge ; c. composée des radiations monochromatiques à λ = 580 nm (jaune) et λ = 650 nm (rouge) : orangée. 22 LIVRE DU PROFESSEUR 3. a. La solution diffuse les radiations de grandes et moyennes longueurs d onde, donc le vert et le rouge, qui donnent du jaune en synthèse additive. b. La solution absorbe les radiations de faible longueur d onde, donc le bleu. La couleur complémentaire du bleu, qui est la couleur perçue, est le jaune. 36 1. Pour les minéraux allochromatiques, la couleur perçue résulte d une synthèse soustractive : une partie du spectre de la lumière incidente est absorbée par la matière qui les compose. 2. a. L azurite (bleue) absorbe le vert et le rouge. b. La malachite (verte) absorbe le bleu et le rouge. c. Le graphite (noir) absorbe le bleu, le rouge et le vert. 3. a. L émeraude se comporte comme un filtre vert. Le citron jaune apparaît vert. b. L herbe verte apparaît verte. c. La fraise des bois apparaît noire. 37 1. Les mélanophores absorbent toute la lumière : ils apparaissent noirs. 2. a. Faibles longueurs d onde : couleur spectrale bleue. b. La couleur perçue des xanthophores est le complémentaire du bleu : le jaune. 3. Synthèse soustractive. 38 1. a. Synthèse soustractive (les pigments absorbent des radiations lumineuses). b. Couleurs primaires de la synthèse soustractive : cyan, magenta, jaune. 2. a. Deux couleurs complémentaires ont des spectres complémentaires. b. Sur le cercle chromatique de Chevreul, la couleur complémentaire du bleu est le jaune orangé. c. 5908_LDP_02.indd 9 13/09/11 14:40:29

3. a. L effet produit est similaire à celui de deux sous-pixels d un écran LCD, vus de loin : la couleur perçue est la synthèse additive de la couleur et de son complémentaire : de la lumière blanche. Les couleurs «s éclairent». b. Peint directement de couleur chair, le visage, selon Chevreul, apparaîtrait plus sombre. 39 1. a. Bleu : la lumière incidente, bleue, est diffusée. b. Noir : la lumière incidente, rouge, est absorbée. c. Bleu : la lumière incidente comporte les radiations autour du bleu, qui sont diffusées. 2. a. Lorsque les trois sous-pixels sont allumés, le mur est blanc. b. Quand un des trois types de sous-pixels est éteint, l écran apparaît de la couleur complémentaire de la couleur de ces sous-pixels. Le mur est donc jaune quand les sous-pixels bleus sont éteints. c. Quand les sous-pixels verts sont éteints, le mur apparaît magenta. d. Quand un seul sous-pixel est allumé, l écran apparaît de la couleur de ce sous-pixel : le mur est donc rouge. 3. Le cyan est la couleur complémentaire du rouge. Les sous-pixels rouges sont donc éteints, les sous-pixels verts et bleus allumés. F. Erratum L exercice 30 p. 68 a été rendu plus accessible dans la deuxième édition du manuel, et la figure accompagnant l énoncé a été améliorée également. Il faut donc lire : «Il y aurait en France 2,5 millions de daltoniens. Voici les couleurs perçues par une personne à la vision normale (à gauche) et par un daltonien (à droite) dont le type de cône rétinien sensible au vert est absent. 1. Montrer que ce daltonien confond rouge et vert. 2. Les cônes manquants ne sont-ils sensibles qu au vert? Expliquer.» G. Bibliographie B. VALEUR, Lumière et luminescence, Belin, 2005. B. VALEUR, La couleur dans tous ses éclats, Belin, 2011. C. CAUMON, A. MOLLARD-DESFOUR, C. VADON, B. VALEUR, Lumière sur la couleur, Éditions de Monza, 2010. L. ZUPPIROLI, M.-N. BUSSAC, Traité des couleurs, PPUR, 2001. C. RAY, J.-P. POIZAT, La physique par les objets quotidiens, Belin, 2007 (chapitre 10 sur les écrans à cristaux liquides). Matière et matériaux, sous la direction d É. GUYON, Belin, 2010. La couleur, sous la direction de M. ELIAS et de J. LAFAIT, coll. «Échelles», Belin, 2010. 2. COULEURS 23 5908_LDP_02.indd 10 13/09/11 14:40:29