La Composition de la lumière De quoi est composée la lumière Blanche? Introduction de dossier : Newton, dans sa vision de la blancheur de la lumière solaire résultant de toutes les 3 couleurs primaire mêlées, ne réussit pas à montrer que l'association de deux couleurs seulement (paires rouge / bleu-vert ou jaune / bleu violet) permettrait d'obtenir du blanc. Young (au début du 19ème siècle) montra que la lumière blanche n'est pas un objet physique unique et pressentit le tri variance de la perception des couleurs due à la présence dans la rétine de trois types de détecteurs. La lumière blanche est composée de lumières colorées appelées radiations : Bleu, Vert et Rouge qui sont les couleurs primaires et Jaune, Cyan et Magenta qui sont les couleurs secondaires. Le spectre lumineux est l ensemble des lumières colorées observées. Il y a deux couleurs non visibles, l ultraviolet et l infrarouge. L analyse de la lumière solaire distingue 7 couleurs Violet, indigo, bleu, vert, jaune; orangé, rouge. En fait, le spectre de la lumière blanche comporte une infinité de couleur, c est un spectre continu La lumière se propage suivant des ondes (de longueurs différentes) captées par trois séries de cônes de l œil. Chacune d entre elles étant plus sensible à un longueur qu à une autre. Cette longueur est alors interprétée par notre comme cerveau comme étant une «couleur». Un filtre coloré ne transmet que la couleur correspondant à sa propre couleur, il absorbe les autres couleurs. Les différentes teintes de lumières colorées peuvent être obtenues par additions des trois couleurs fondamentales (couleurs primaires) perçues par l œil : Rouge + Vert + Bleu = Blanc Rouge + Vert = Jaune Vert + Bleu = Cyan Bleu + Rouge = Magenta
Expérience : Décomposition de la lumière Matériel : - Le Prisme - Lampe émettant une lumière blanche Hypothèse : La lumière blanche à son état décomposé serait constituée des 3 couleurs primaires.!"#! $$% "&" '"&(& )*+'*+ $ &") )$!!"
Expérience : on place le prisme devant une petite source lumineuse le rayon lumineux qui traverse le prisme se décompose en toute les couleur de l arc en ciel. Expérience : recomposition de la lumière Matériel : _des sources lumineuses _trois filtres de couleur bleu rouge et vert Hypothèse : En mélangeant les trois couleurs primaire on obtient de la lumière blanche. Expérience : On place un filtre bleu sur une source lumineuse, on place le filtre rouge sur l autre source lumineuse et pareil pour le vert, on fait s entrecoupés les trois rayons qui à leur intersection devient blanc. Deux couleurs sont complémentaires si leur addition donne de la lumière blanche. Rouge et le Cyan, Vert et le Magenta, Bleu et le Jaune. La lumière est composé de rayonnement qui comprennent dans l ordre croissant : les rayons gamma, les rayon X, l ultraviolet, la lumière visible (toutes les couleurs), l infrarouge (de la lumière rouge au micro-ondes) et les ondes radio. Seule les couleurs et la lumière blanche sont visible à l œil nu. On note : une longueur d onde de 1nm a une fréquence proche de 3.10 17 Hertz. Les principales fréquences sont : Rayon gamma 0.1 nm à 1nm Rayon X 1nm à 100nm Ultraviolet. 100 nm à 400 nm lumière visible 400nm à 700 nm Infrarouge de 700nm à 1cm Onde radio 1cm à 1km. Les particules transportant l énergie lumineuse sont appelées des photons ils n ont pas de masse.
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La perception de la couleur par l œil : La lumière qui nous est renvoyée par un objet qu on observe va pénétrer dans notre œil par la pupille et exciter les cellules nerveuses qui tapissent la rétine au fond de l œil. La rétine est également composée de cônes. Les cônes sont des cellules qui réagissent aux ondes lumineuses. Il y a 3 types de cônes : chacun sensible à une certaine plage de longueurs d onde. Les cônes «S» qui sont plutôt sensibles aux bleus, les «M» sensibles plutôt aux verts, et les «L» aux rouges. 2 lampes émettant des rayonnements différents peuvent très bien être perçues de la même couleur par notre œil. Par exemple, une lampe émettant une lumière jaune : cela va exciter un peu les cônes M et L. Si l on prend une lampe émettant un rayonnement vert et rouge choisis, notre cerveau va percevoir la même couleur car ce sont les mêmes types de cônes qui seront excités de la même manière qu avec une lampe émettant une lumière jaune. Expérience : La Roue Chromatique Histoire : L Américain Nicholas Ogden Rood étudie la physique avant de commencer à peindre. Il s intéresse donc aux couleurs à la fois d un point de vue technico-scientifique et dans une perspective artistique. C est en 1879 qu il inventa la roue chromatique à partir du triangle de Maxwell Matériel : -Une Roue Chromatique -Un axe sur lequel la tourner Hypothèse : La lumière blanche serait composée des 3 couleurs primaires et de leurs dégradés. Définition : Une roue Chromatique est un disque composé des 3 couleurs primaires ainsi que de leurs dégradés. Expérience avec plusieurs roues chromatiques : On s est aperçu que quand on faisait tourner un roue chromatique a certain tours par seconde, on observait quelle devenait blanche. On s est alors posé la question si l ordre des
couleurs y était pour quelques chose. C est pourquoi on à fabriquer d autres roue chromatique avec des couleurs à différents endroit. Illustration : (on mettra des images des roues chromatiques fabriquées). On observe que même si les couleurs sont à différents endroits de la roue chromatique, on aura l illusion quelle deviendra blanche. Cela est du au fait que notre œil n est capable de différentier environ 24 images par seconde. Au delà, il les «superposes» et forme la couleur blanche. Cela ne donne pas du noir. Car le noir c est quand aucune couleurs n est renvoyer à l œil. Illustration : Au centre, il y a la roue chromatique avec les couleurs bien classées et autour, il y a une autre roue mais avec des couleurs dans le désordre