Les couleurs de la lumière

4ème Activité
Optique Chapitre 2
LES COULEURS DE LA LUMIÈRE
Extrait du manuel Physique Chimie 4e Bordas ISBN 2 04 729574 2
L'arc-en -ciel
L'arc-en-ciel a été un objet de fascination et de mystère pendant des millénaires. Ce sont les travaux de Grossetête (1168 –
1253), de Bacon (1214 – 1294), de Dietrich de Freiberg (1250 – 1311), de René Descartes en 1623 et d'Isaac Newton en
1666 qui permirent une meilleure compréhension du phénomène. L'arc-en-ciel est visible par temps de pluie et quand le
Soleil est dans le dos de l'observateur.
Chaque goutte décompose la lumière comme le ferait un prisme.
Les différents rayons colorés qui atteignent l'oeil de l'observateur proviennent de gouttes de pluie situées à des altitudes
différentes.
Questions :
1. Dans quelles conditions peut-on observer un arc-en-ciel ?
2. Quelle est l'origine des couleurs de l'arc-en-ciel ?
3. Explique pourquoi l'on ne peut pas voir un arc-en-ciel à midi ?
Les lunettes teintées
On peut lire le texte suivant à propos des teintes des verres de lunettes.
Couleur grise : La teinte grise est la teinte la plus populaire pour la protection solaire, et pour cause, cette teinte ne change
pas la vision naturelle des couleurs.
Couleur jaune : cette teinte, aussi appelée « jaune sodium », absorbe la lumière bleue du spectre lumineux et peut être utile
pour réduire l'éblouissement d'un ciel très bleu, par exemple. La teinte jaune est aussi utilisée pour augmenter le contraste, à
la chasse comme au ski, lors de la tombée du jour. Mais il semble que l'effet contrastant de cette teinte ne dure pas plus de
30 à 45 minutes.
Couleur brune : la teinte brune est souvent utilisée pour les lunettes solaires. Cette teinte offre certaines caractéristiques de la
teinte jaune en ce qu'elle absorbe aussi les longueurs d'onde dans le bleu. Mais la couleur grise demeure sans doute la plus
efficace quant au rendu des couleurs.
Couleur rose : la teinte rose est souvent utilisée dans des situations d'éclairage non favorables à l'intérieur, tel que l'éclairage
brillant des fluorescents ... De plus, chez les gens ayant subi certaines opérations chirurgicales de l'oeil, les verres roses
permettent l'absorption de certains rayons ultraviolets.
Questions :
1. Quels avantages présentent les lunettes grises ? Qu'est-ce que cela signifie ?
2. Quelle teinte de verre doit-on utiliser si l'on veut atténuer la couleur bleue ou améliorer le contraste des couleurs ?
3. On dit que la teinte rose absorbe les rayons ultraviolets. Qu'appelle-t-on ultraviolet ? Où est-il situé dans le spectre de la
lumière blanche ?
La perception des couleurs
La rétine de l'oeil comporte des cellules sensibles à la lumière : les cônes et les bâtonnets.
Les bâtonnets (environ 120 millions), très sensibles, sont responsables de la vision par faible luminosité mais ils ne
permettent pas de distinguer des couleurs : « la nuit tous les chats sont gris ».
Les cônes (environ 6 millions) sont de trois types :
•
des cônes R, essentiellement sensibles au rouge ;
•
des cônes V, essentiellement sensibles au vert ;
•
des cônes B, essentiellement sensibles au bleu.
Lorsque les cônes reçoivent la lumière colorée à laquelle ils sont sensibles, ils émettent des
signaux électriques vers le cerveau. La couleur que nous percevons est élaborée par le cerveau
à partir de ces trois signaux reçus. Il procède en quelque sorte à une synthèse additive des
Document 1
signaux provenant des trois types de cônes.
La perception d'une couleur dépend de nombreux facteurs et notamment des couleurs qui l'environnent. C'est ainsi que sur le
document 1, les carrés rouges ne nous paraissent pas de la même couleur alors qu'ils le sont en réalité.
Le physicien anglais John Dalton décrivit à la fin du XVIII e
siècle l'anomalie de la perception des couleurs dont il était luimême atteint : le daltonisme. On appelle daltonisme
l'impossibilité de distinguer certaines couleurs notamment le
rouge et le vert et plus exceptionnellement le bleu. Cette
anomalie touche environ 8 % des hommes et un peu moins de
1 % des femmes. Des tests permettent de déterminer le type
de daltonisme. Les plus connus sont les planches
isochromatiques d'Ishihara (voir doc. 2)
Questions :
1. Combien existe-t-il de sortes de cônes ?
2. Comment le cerveau élabore-t-il la couleur que nous
percevons ?
3. Cite au moins un des facteurs dont dépend la perception
des couleurs.
Document 2
Si tu n'es pas daltonien, tu dois voir les nombres 42 et 3.
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