Chapitre 4 : LUMIERES COLOREES ET COULEUR DES OBJETS I

Chapitre 4 :
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 blanc diffuse toute les lumières colorées et n’en absorbe aucune.
● Un objet noir ne diffuse aucune lumière et absorbe donc toutes les lumières
colorées.
● Un objet rouge diffuse la lumière rouge et absorbe toutes les autres lumières
colorées.
● Un objet vert diffuse la lumière verte et absorbe toutes les autres lumières
colorées.
● Un objet bleu diffuse la lumière bleue et absorbe toutes les autres lumières
colorées.
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