Chapitre 1 : LUMIERES COLOREES ET COULEUR DES OBJETS I

Chapitre 1 :
LUMIERES COLOREES ET COULEUR DES OBJETS
I-Décomposition de la lumière blanche : les spectres continus de lumière colorée
1-Expérience historique d’Isaac Newton.
●En 1666, un scientifique britannique, Isaac Newton décomposa la lumière blanche à l’aide
d’un prisme.
●Newton conclut que la lumière blanche était composée d’une multitude de lumières colorées :
son spectre est continu.
2-Décomposition de la lumière blanche.
● Un réseau ou un prisme décompose la lumière blanche : on obtient alors un spectre continu
de lumière colorée.
●Définition du spectre continu de la lumière blanche :
Ensemble des lumières colorées.
3-Le spectre électromagnétique.
II-Les filtres et la couleur d’un objet
1-Les filtres
a- Expérience :
Utiliser le spectroscope à réseau
Placer un filtre vert rouge bleu devant
b- Observations :
● Un filtre vert éclairé en lumière blanche absorbe toutes les lumières colorées, sauf la
lumière verte qu’il transmet.
● Un filtre rouge éclairé en lumière blanche absorbe toutes les lumières colorées, sauf la
lumière rouge qu’il transmet.
● Un filtre bleu éclairé en lumière blanche absorbe toutes les lumières colorées, sauf la
lumière bleue qu’il transmet.
c- Conclusions :
Un filtre coloré permet d’obtenir une lumière colorée : éclairée en lumière blanche, il ne
transmet qu’une lumière de sa propre couleur.
Lumière
blanche
Lumière
blanche
Lumière
blanche
Filtre vert
Filtre rouge
Filtre bleu
Lumière
verte
Lumière
rouge
Lumière
bleue
2-La couleur des objets
●Vocabulaire : diffuser = envoyer dans toutes les directions
● On voit la couleur d’un objet lorsqu’il est éclairé en lumière blanche. L’objet diffuse
certaines lumières colorées du spectre de la lumière blanche et absorbe les autres : c’est ce
qui explique sa couleur.
● Un objet
● Un objet
● Un objet
● Un objet
● Un objet
blanc diffuse toute les lumières colorées et n’en absorbe aucune.
noir ne diffuse aucune lumière et absorbe donc toutes les lumières colorées.
rouge diffuse la lumière rouge et absorbe toutes les autres lumières colorées.
vert diffuse la lumière verte et absorbe toutes les autres lumières colorées.
bleu diffuse la lumière bleue et absorbe toutes les autres lumières colorées.
3-Couleur des objets en lumières colorées
Pour ces 14 ans, Aisséta décide d’organise une boom ! Pour cela elle à charger son ami
Mohammed de s’occuper du matériel Hifi pour la sonorisation. En revanche, elle souhaite
s’occuper en revanche de la lumière.
Elle dispose de 3 spots, un émettant de la lumière rouge, un émettant de la verte, et un
émettant de la lumière bleue. Elle souhaite utiliser un seul spot d’une seule couleur à chaque
heure. Voici son planning :
- de 20h00 à 21h00 : spot rouge,
- de 21h00 à 22h00 : spot vert,
- de 22h00 à 23h00 : spot bleu.
Elle propose à ses camarades un thème à la soirée de ces 14 ans : « 14 ans, tous en couleurs !
Venez donc avec un tee-shirt uni de la couleur de votre choix ».
8 de ses amis ont déjà fait parvenir à Aisséta la couleur de leur tee-shirt par sms. Aisséta,
se projetant déjà à sa soirée, commence à les imaginer avec leur tee-shirt. Mais elle ne sait
pas avec quelle couleur de tee-shirt les imaginer.
Aide Aisséta à déterminer la couleur des tee-shirts de ces 8 amis à la soirée d’Aisséta.
Prénom
Couleur propre
du tee-shirt
Couleur
20h à
apparent
21h
e du tee- 21h à
shirt
22h
22h à
23h
Eli
Hawa
Pierre
Margot
Nordine
Sarah
Amel
Aurélien
Rouge
Vert
Bleu
Magenta
Cyan
jaune
Blanc
noir
rouge
noir
noir
rouge
noir
rouge
rouge
Noir
noir
vert
noir
noir
vert
vert
Vert
Noir
noir
noir
bleu
bleu
bleu
noir
bleu
Noir
A retenir :
●La « couleur propre » d’un objet est celle qu’on lui attribue lorsqu’il est éclairé en lumière
blanche.
●La « lumière apparente » d’un objet dépend de la lumière colorée qui l’éclaire.
III-Recomposition de la lumière blanche à partir de la lumières de couleur bleue, rouge
et verte : la synthèse additive
1-Le disque de Newton : recomposition de la lumière blanche.
a-Expérience :
Le disque de Newton, disque composé de secteurs aux couleurs de l'arc-en-ciel est mis en
rotation.
b-Observation :
Une fois en rotation rapide, le disque semble blanc.
c-Interprétation :
● Chaque couleur de chacun des secteurs est perçue un très court instant par notre œil.
● Comme le disque tourne rapidement, les couleurs se superposent en raison de l’effet de la
persistance rétinienne.
● Le mélange de toutes ces couleurs recompose la lumière blanche.
● Notre cerveau est donc abusé et perçoit le disque blanc.
2-La superposition de lumières colorées
a-Expérience :
● Eclaire simultanément un écran blanc avec une lumière rouge et une lumière verte.
● Recommence avec une lumière rouge et une lumière bleue, puis avec une lumière verte et
une lumière bleue.
● Eclaire enfin simultanément l’écran blanc avec les trois lumières colorées.
b-Observation et interprétation :
Lumière superposées
Lumière obtenue
Verte + Bleue
Cyan
Bleue + Rouge
Magenta
Rouge + Verte
Jaune
Rouge + Bleue + Verte
Blanche
● Dans les zones ou les faisceaux se superposent deux à deux, de nouvelles couleurs
apparaissent : magenta, cyan et jaune.
Les différentes lumières colorées peuvent s’additionner pour former d’autres lumières
colorées : on réalise alors une synthèse additive.
● Lorsque les trois faisceaux se recouvrent, l’écran est blanc.
En superposant des lumières colorées rouge, verte et bleue, on obtient de la lumière
blanche.
C-Conclusion :
● La superposition des lumières rouges, verte et bleue, appelées lumières primaires, permet
de reconstituer la lumière blanche par synthèse additive.
● La superposition de deux lumières primaires donne une lumière de couleur secondaire :
jaune ou cyan ou magenta.
Applications : TV, photo, imprimerie
IV-Les ombres colorées.
1-Une source de lumière.
Couleur de la source de lumière
Verte
Rouge
Bleue
couleur de l'ombre
noire
noire
noire
lumière soustraite
verte
rouge
bleue
2-Deux sources de lumières
couleur des sources de lumière
rouge + bleue
rouge + verte
bleue + verte
couleur de l'ombre
rouge
bleue
noire
rouge
verte
noire
bleue
verte
noire
lumière(s)
soustraite(s)
bleue
rouge
rouge + bleue
verte
rouge
rouge + verte
verte
bleue
bleue + verte
3-Trois sources de lumières
couleur des sources de lumière
rouge + bleue + verte
couleur de l'ombre
cyan
magenta
jaune
rouge
verte
bleue
noire
lumière(s)
soustraite(s)
rouge
verte
bleue
bleue + verte
rouge + bleue
rouge + verte
rouge + bleue + verte