1S-02 Exercices

1ère S
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27 septembre 2016
Exercices ch.2 : couleurs
.1 Synthèse additive
Voici les spectres de quelques lumières obtenues grâce à des ampoules
rouge, verte et bleue.
Lumière
Drapeau bolivien
Drapeau estonien
rouge
bleu
jaune
noir
vert
blanc
blanche
rouge
verte
1. Déterminer à quelles ampoules correspondent les trois premiers
spectres.
2. À quelles superpositions de lumières correspondent les trois derniers
spectres ?
bleu
3. Quelles sont les couleurs perçues correspondant aux trois deniers
spectres ?
.2 Couleurs reproduites par un écran
Un écran couleur standard est capable de restituer 256 niveaux
d’intensité pour chacune des couleurs primaires (rouge, vert, bleu). Le
niveau 0 est l’absence de cette couleur, le niveau 255 est le maximum
possible.
1. Combien de nuances de couleurs différentes un écran est-il capable de
reproduire ?
cyan
magenta
2.a. Quelle couleur va-t-il afficher si les niveaux de rouge, de vert et de
bleu sont tous à 0 ?
2.b. Même question si tous ces niveaux sont à 255.
2.c. Même question si tous ces niveaux sont à 127.
La couleur du cadre ci-dessous est obtenu par le mélange suivant :
jaune
Rouge 180 ; Vert 20 ; Bleu 80
.5 Blanchissement du linge
3. Quelle couleur obtiendra-t-on avec les niveaux R252 - V28 - B112 ?
.3 Couleurs spectrales et synthèse additive
Les hologrammes sont des images qui permettent d’avoir, sans lunettes,
une perception de la profondeur : il s’agit donc d’une méthode de rendu
des trois dimensions (3D). Il faut, pour les réaliser, utiliser un laser,
source de lumière monochromatique. Voici la photo d’un hologramme
créé grâce à un laser hélium-néon, qui produit une lumière
monochromatique de longueur d’onde 633 nm.
En vieillissant, le linge blanc contenant des fibres naturelles comme la
cellulose tend à jaunir.
1. Quelle partie du spectre est absorbée par la cellulose ?
La plupart des lessives sont enrichies en colorants. Ces agents
« azurants » absorbent les rayonnements ultraviolets et réémettent dans
le visible, redonnant ainsi un aspect blanc au linge.
2. Dans quelle partie du spectre visible doivent émettre les agents
azurants pour redonner au linge son aspect blanc ?
3. De quel type de synthèse s’agit-il ?
.6 Couleurs et chaleur
De nombreux papillons mettent à profit les pigments que contiennent
leurs ailes : grâce à ceux-ci, ils échauffent leurs muscles afin de préparer
leur envol. D’autres espèces animales sont capables de changer de
couleur dans le but de réguler leur température.
1. Quel est l’effet d’un pigment sur la couleur perçue de l’aile d’un
papillon ?
2. S’agit-il de synthèse additive ou soustractive ?
3. Que devient l’énergie lumineuse absorbée par le pigment ?
1. La couleur de la lumière émise par ce laser est-elle spectrale ?
.7 Au concert
2. On souhaite concevoir un hologramme restituant la perception des
couleurs en lumière blanche. À combien de lasers faut-il faire appel ?
Lors de certains concerts, un unique projecteur (de lumière blanche)
permet d’éclairer l’artiste de différentes couleurs. Pour cela, on fait
appel à des filtres colorés cyan, magenta et jaune.
.4 Couleurs des objets & lumière colorée
1. Quels filtres colorés vont être utilisés pour éclairer le musicien d’une
lumière rouge? Comment devront être placés les filtres ?
Quel serait l’aspect des drapeaux bolivien et estonien éclairés pas les
lumières suivantes :
2. Pourquoi utilise-t-on des filtres cyan magenta et jaune plutôt que des
filtres rouge, vert et bleu ?
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3. De quelle couleur sera perçue la chemise bleue de l’artiste si ce
dernier est éclairé par une lumière cyan ?
4. De quelle couleur sera perçu le décor jaune s’il est éclairé par une
lumière magenta ?
.8 Les couleurs d’un écran
Document
Un écran à plasma fonctionne comme une multitude de très petits tubes
fluorescents apelés alvéoles.
Ces alvéoles sont remplis de gaz, en général un mélange d’argon et de
xénon, et elles sont encadrées par des électrodes. Lorsqu’une tension est
appliquée entre ces électrodes, le gaz contenu dans l’alvéole s’ionise. Un
tel état de la matière est appelé plamsa. Ce plasma émet dans
l’ultraviolet (UV), invisible pour l’homme.
Pour produire de la lumière visible, les parois de l’alvéole sont couvertes
d’un revêtement qui absorbe le rayonnement UV et émet de la lumière
visible (vois schéma ci-dessous).
Il est possible de créer du rouge, du vert ou du bleu à partir de
revêtements différents. Sur cette base, chaque pixel regroupe trois
alvéoles élémentaires : une rouge, une verte et une bleue.
Chaque alvéole, soumise ou non à une tension, est pleinement allumée
ou éteinte. Dans ce sytème en tout ou rien, la combinaison des trois
couleurs primaires offre une palette de seulement huit teintes. L’astuce
consiste à jouer sur la durée de l’éclairement de chaque alvéole pour
recréer les teintes intermédiaires.
Sur un écran, les images sont rafraîchies périodiquement. Si une alvéole
est maintenue illuminée pendant toute la durée de l’affichage d’une
image, elle possédera sa luminosité maximale.
Sa luminosité sera plus faible si l’alvéole est illuminée pendant une
portion de cette durée. Sur les écrans à plasma, la durée de l’affichage
d’une image est divisée en 255 durées élémentaires. Chaque alvéole peut
ainsi rester éteinte durant toute la durée de l’affichage ou s’illuminer sur
une durée comprise entre 1/255e et la totalité de la durée de l’affichage
d’une image. Cela fait donc 256 intensités lumineuses pouvant être
perçues. Appliquée à chaque couleur de base, cette gestion temporelle
permet d’obtenir plus de 16 millions de teinte pour chaque pixel. Cela
est largement suffisant pour une vidéo.
électrode
électrode
électrode
plasma
plasma
plasma
électrode
électrode
électrode
couche fluorescente
rouge
couche fluorescente
verte
couche fluorescente
bleue
1. Le plasma émet-il des ondes électromagnétiques ?
2. Expliquer comment un pixel peut émettre de la lumière visible.
Quelles sont les couleurs de ces lumières émises ?
3. Expliquez la phrase en italique dans le texte.
4. Que peut-on dire de la couleur d’un pixel dont l’alvéole rouge et
l’alvéole bleu sont allumées pendant toute la durée de l’affichage, alors
que l’alvéole verte reste éteinte ?
5. Pourquoi un écran plasma peut-il reproduire plus de 16 millions de
teinte ?
6. Un écran plasma « full HD » possède une résolution de 1920×1080
pixels. Combien d’alvéoles cet écran contient-il ?
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