Rappels de 5ème sur la lumière • Il existe deux sortes de sources

Rappels de 5ème sur la lumière
• Il existe deux sortes de sources lumineuses :
- Les sources primaires qui fabriquent leur propre lumière ( Ex : Le soleil, les
étoiles, un écran de télévision, une flamme, une lampe, une DEL, certains animaux…)
- Les objets diffusants qui ne produisent pas de lumière mais qui la renvoient
dans toutes les directions. ( Ex : Une table, une personne, la Lune, un écran de
cinéma, un livre…)
Remarque : les objets transparents et noirs ne rediffusent pas ou peu la lumière.
• Pour voir un objet diffusant, il faut deux conditions :
- L’objet diffusant doit être éclairé
- La lumière diffusée par cet objet doit rentrer dans nos yeux
•
La lumière se déplace en ligne droite, comme le montre le schéma ci-dessous.
Un rayon lumineux se schématise alors avec une règle et on indique avec une flèche
le sens de déplacement ( ou propagation ) de la lumière.
Ceci permet de tracer les formes des ombres, comme sur le schéma ci-dessous.
Chapitre I
Couleur et lumière
I] La lumière blanche
Définition : C’est la lumière émise par le Soleil. Les lampes et tubes fluorescents utilisés
pour nous éclairer émettent une lumière très proche de la lumière blanche.
Expérience avec un réseau montrant la composition de la lumière blanche
Principe : On place sur le trajet de la lumière du rétroprojecteur un réseau ( objet
transparent striée d’un grand nombre de traits parallèles ).
Schéma
Ecran
Miroir
Réseau
( 530 traits/mm)
Lumière du
rétroprojecteur
 Observations
Spectre continu
de la lumière blanche
: Sur l’écran du tableau, apparaît un spectre lumineux multicolore.
Conclusion : Le réseau a décomposé la lumière blanche : Ainsi, nous en concluons que la
lumière blanche est constituée d’une infinité de lumières colorées.
Remarque : On parle de spectre continu de la lumière blanche car on passe d’une lumière
colorée à une autre sans interruption.
II] Reconstitution de la lumière blanche à partir de 3 lumières colorées
Bleu
Cyan
Magenta
Blanc
Bleu + Rouge = Magenta
Bleu + Vert = Cyan
Rouge + Vert = Jaune
Rouge + Vert + Bleu = Blanc
Vert
Rouge
Jaune
Les 3 lumières colorées rouge, bleue et verte sont appelées les lumières primaires
car l’addition de ces 3 lumières colorées permettent de reconstituer la lumière
blanche.
Les 3 lumières colorées jaune, cyan et magenta sont appelées les lumières colorées
secondaires.
L’écran de la télévision ou d’ordinateur fonctionne sur ce principe de
superposition ou d’addition des lumières colorées.
Important : A partir de cet endroit du cours, la lumière blanche sera considérée
comme l’addition des 3 lumières colorées primaires rouge, verte et bleue.
III] Rôle d’un filtre coloré
Filtre
Jaune
Filtre
Rouge
Source de
lumière blanche
Lumière
Blanche
Lumière
Rouge
Le filtre rouge laisse passer
la lumière rouge et absorbe
les lumières bleue et verte.
Source de
lumière blanche
Lumière
Blanche
Lumière
Jaune
Le filtre jaune absorbe la
lumière bleue et laisse passer
les lumières rouge et verte.
Conclusion : Un filtre est un objet transparent et coloré qui laisse passer
certaines lumières colorées et en absorbe d’autres.
Exercices 1 et 6 ( a,b,d ) p. 170-171
IV] Couleur d’un objet
On rappelle que les objets éclairés par une source primaire diffusent la lumière reçue
dans toutes les directions. Seuls les objets noirs ou transparents ne diffusent aucune
lumière.
La couleur d’un objet peut elle être modifiée ? Si oui, de quoi dépend-elle ?
Principe : Eclairons des objets de couleur différente par des lumières colorées
Observations et résultats
Couleur de la
lumière
primaire
Couleur
propre des
objets
Blanc
Bleu
Vert
Rouge
Blanc
Blanc
Bleu
Vert
Rouge
Bleu
Bleu
Bleu
Gris noir
Gris noir
Vert
Vert
Gris noir
Vert
Gris noir
Rouge
Rouge
Gris noir
Gris noir
Rouge
Conclusion : La couleur propre d’un objet est celle observée en lumière blanche.
Mais la couleur diffusée par un objet dépend de la lumière colorée qui l’éclaire.
Interprétation de la couleur prise par un objet grâce à un schéma
On rappelle que la lumière blanche peut être interprétée comme la superposition
des 3 lumières colorées primaires rouge, bleue et verte.
Ex : Pourquoi un objet rouge nous apparaît « rouge » en lumière blanche ?
Source de
lumière
blanche
Oeil d’un
observateur
Objet
rouge
Lumière rouge
diffusée
L’objet rouge a diffusé la lumière
rouge et absorbé les lumières verte
et bleue.
Source de
lumière
bleue
Oeil d’un
observateur
Objet
rouge
Aucune lumière
diffusée
L’objet rouge a absorbé la lumière
bleue et n’a diffusé aucune lumière :
il nous apparaît gris noir.
Conclusion : Un objet coloré absorbe certaines lumières colorées et en diffuse d’autres. Il
agit un peu comme un filtre.
Ex : Pourquoi un objet jaune nous apparaît « jaune » en lumière blanche ?
Source de
lumière
blanche
Oeil d’un
observateur
Objet
jaune
Lumières rouge et
verte diffusées
L’objet jaune a diffusé les lumières
rouge et verte et a absorbé la
lumière bleue.
Source de
lumière
bleue
Oeil d’un
observateur
Objet
jaune
Aucune lumière
diffusée
L’objet jaune a absorbé la lumière
bleue et n’a diffusé aucune lumière :
il nous apparaît gris noir.
Conclusion générale : Les objets colorés absorbent certaines lumières colorées et en
diffusent d’autres.
Remarques
- Un objet blanc diffuse toutes les lumières colorées et n’en absorbe aucune ( comme pour
les écrans de cinéma ).
- Un objet noir absorbe toutes les lumières colorées et n’en diffuse aucune (été =
vêtements clairs ; hiver = vêtements sombres ).
V] Exercices
Exercices 2, 4, 6 et 19 p. 186-187-188
Exercice 2 p 186
C’est Marie qui a raison car un objet noir ne diffuse aucune lumière colorée. Il ne diffuse
pas de lumière noire.
Exercice 4 p 186
La couleur d’un objet est celle qu’on observe quand il est éclairé en lumière blanche.
b) Un objet diffuse seulement la lumière de sa couleur. Il absorbe les autres lumières.
c) Un objet blanc peut diffuser toutes les couleurs du spectre de la lumière blanche.
d) Un objet noir absorbe toutes les lumières colorées et n’en diffuse aucune.
a)
Exercice 6 p 187
1. Un objet vert éclairé en lumière blanche :
b) diffuse la lumière verte et absorbe toutes les autres lumières.
2. Un objet rouge éclairé en lumière rouge :
a) diffuse la lumière rouge et n’absorbe aucune lumière.
3. Un objet bleu éclairé en lumière verte :
c) absorbe la lumière verte et ne diffuse aucune lumière.
Exercice 19 p 188
1) Si on éclaire les drapeaux en lumière rouge, les drapeaux identiques seront ceux de la
Chine, de la Tunisie et de la Turquie qui nous apparaitront entièrement rouges.
- Les parties blanche, rouge et jaune des drapeaux rediffuseront la lumière rouge.
2) En lumière bleue, les drapeaux totalement noirs seront ceux de l’Allemagne, de la Chine,
du Mali et du Maroc.
- Les parties noire, rouge, verte et jaune ne rediffuseront pas la lumière bleue.
3) En lumière jaune, ceux qui apparaitront comme en lumière blanche sont ceux de
l’Allemagne, de la Chine, du Mali et du Maroc.
- Les parties jaune, rouge et verte des drapeaux rediffuseront la lumière jaune.
- La partie noire des drapeaux ne rediffusera pas la lumière jaune.