Chapitre 1. Lumières colorées et couleur des objets

Chapitre 1.
Lumières colorées et couleur des
objets
1. Décomposer la lumière
→ « Décomposer une lumière » veut dire « séparer
les lumières colorées présentes dans cette lumière
».
En physique, on peut être obligé d'utiliser un
instrument pour faire des observations (exemple
apparition de lumière colorée) qu'on ne ferait pas
sinon.
→ L’ensemble des lumières colorées est appelé le
spectre de la lumière que l'on observe.
2. Le spectre de la lumière blanche
En physique, on appelle la lumière du Soleil de la
lumière blanche.
La lumière blanche est composée d'un ensemble
de lumières colorées que l'on peut observer à
l'aide d'un spectroscope ou lors de l'apparition
d'un arc-en-ciel.
L'ensemble des lumières colorées, ce qu'on a
appelé spectre de la lumière blanche, n'est pas
composé de toutes les couleurs connues. Par
exemple le marron, le gris, le beige
n'apparaissent pas dans le spectre de la lumière
blanche.
Le spectre de la lumière blanche est un spectre
continu (on peut observer un dégradé de couleurs
entre le rouge et le violet).
3. Lumières, couleurs et objets
La lumière peut se propager dans les milieux
transparents comme le vide, l’air, l’eau, ou
certaines matières plastiques mais elle ne peut
pas se propager dans les milieux opaques.
Les objets transparents et opaques transforment
la lumière qu'ils reçoivent. Pour cela ils
absorbent une partie des lumières colorées du
spectre de la lumière reçue et diffusent l'autre
partie de la lumière reçue.
Lumière blanche
Lumière colorée verte
Objet opaque vert
Diffusion de la lumière colorée verte et absorption des autres lumières colorées
Lumière blanche
Lumière colorée verte
Objet
transparent
vert
La couleur perçue lorsqu'on observe un objet
dépend de la couleur de l'objet et de la lumière
qui l'éclaire.
En physique, il n'est pas suffisant de dire qu'un
objet est rouge : il faut également préciser les
conditions d'éclairement.
Un objet noir absorbe toutes les lumières
colorées, alors qu'un objet blanc n'en absorbe
aucune.
Lumière blanche
Lumière blanche
Objet opaque
blanc
Lumière blanche
Objet opaque
noir
Aucune lumière
colorée n'est
diffusée
4. L'énergie lumineuse
En absorbant la lumière, la matière reçoit de
l'énergie lumineuse.
- Une partie de cette énergie lumineuse est
convertie en énergie thermique ; elle est
transférée au milieu extérieur.
- L'autre partie de cette énergie reste sous forme
d'énergie lumineuse ; elle est également
transférée au milieu extérieur.
Plus un corps est sombre, plus il absorbe la
lumière du soleil plus il s'échauffe.
4. L'énergie lumineuse
Chaîne énergétique
Énergie lumineuse
Soleil
Énergie lumineuse
Objet
transformateur
Environnement
Énergie thermique
4. L'énergie lumineuse
La proportion de lumière diffusée s'appelle
l'albédo.
La neige et les glaces ont un albédo de 85 %.
Le sol et les océans ont un albédo de 15 %.
Chaîne énergétique
5. Fabriquer des lumières colorées
Il est possible de reconstituer de la lumière
blanche en additionnant les lumières colorées
rouge, verte et bleue.
C'est la synthèse additive.
En additionnant deux lumières colorées, on en
obtient une troisième.
Attention, pour reconstituer de la lumière blanche,
il faut une quantité suffisante et identique des
lumières colorées rouge, verte et bleue.
Une simulation est une expérience que l’on
reconstitue dans des conditions idéales en
utilisant les règles de fonctionnement données
par la physique.
6. Lumière et cerveau
La vision des couleurs dépend des lumières
colorées qui arrivent à la rétine, des cônes qui
s’excitent et du décodage des informations par le
cerveau.
On peut considérer l’œil comme un capteur de
lumière.