4e – 9 – Lumière et couleur

9.1. La lumière blanche

Le Soleil, ainsi que les lampes à incandescence, les tubes fluorescents et les lampes à halogènes émettent une lumière dite blanche. Mis à part pour les tubes fluorescents, cette lumière est due à des corps très chauds.

Activité

Expérience :

  • La lumière blanche du projecteur est décomposée par un prisme. On peut également montrer la décomposition par la surface d’un CD.

Dans la vie courante, nous voyons apparaître sur certains objets éclairés en lumière blanche des couleurs : disque compacte, tache d’huile, arc en ciel…

La lumière blanche est en fait composée de différentes lumières colorés : les radiations lumineuses.

Un réseau ou un prisme servent à séparer ces radiations pour provoquer le spectre continu de la lumière blanche. Ce spectre est continu car il n’y a pas d’interruption dans les couleurs affichées.

9.2. La couleur

Activité

Expérience : 

  • Si nous plaçons un écran rouge sur le trajet de la lumière blanche, la feuille de papier (qui paraissait blanche avant la pose du filtre) parait rouge.

Comme un objet opaque n’émet pas de lumière par lui-même et ne fait que diffuser la lumière qu’il reçoit, l’écran rouge diffuse la lumière de la source. La coloration de la feuille de papier laisse supposer que la lumière rouge est contenue dans la lumière blanche, ce que nous avons effectivement vu dans le spectre de la lumière blanche.

Activité

Expérience : 

  • Nous plaçons un objet blanc près d’un écran de couleur éclairé par le rétroprojecteur. L’objet apparaît coloré.

Un objet éclairé peut colorer un autre objet dans son voisinage par diffusion.

Activité

Expérience : 

  • éclairons des objets de couleurs différentes posés devant un écran avec des lumières de couleurs différentes. L’écran blanc est toujours de la couleur de la lumière qui l’éclaire, les objets noirs restent noirs et les autres objets apparaissent colorés différemment.

L’écran blanc diffuse toutes les radiations lumineuses. Un objet noir ne diffuse aucune lumière, il absorbe les radiations lumineuses (lumières colorées) qui le frappent.

Un objet coloré absorbe certaines radiations et diffuse les autres.

La couleur d’un objet est la couleur de la lumière qu’il renvoie vers notre œil.

De même, certains liquides sont colorés et d’autres incolores. Un liquide vert absorbe toutes les radiations lumineuses, sauf la lumière verte qui le traverse. Il transmet donc une lumière verte.

Un liquide coloré a la couleur de la lumière qui le traverse.

Un liquide transparent n’absorbe aucune radiation.

Un matériau peut être à la fois transparent, pour certaines radiations et opaque pour d’autres.

Pour produire une lumière colorée, il suffit de mettre sur le trajet de la lumière blanche un matériaux coloré appelé filtre. Un filtre coloré absorbe certaines radiations lumineuses qui composent la lumière blanche. (verre, plastique de couleur).

9.3. Superposition de lumières colorées

La superposition de lumières bleu, vert et rouge peut donner une impression de blanc. Ces trois lumières sont les lumières colorées primaires.

Si on superpose deux à deux ces lumières on obtient d’autres teintes :

Bleu + vert : Cyan

Bleu + rouge : Magenta

Vert + rouge : Jaune

Ces trois lumières colorées sont les lumières colorées secondaires.

4e-synthese additive

Si deux lumières colorées suffisent pour obtenir du blanc, elles sont appelés lumières colorées complémentaires :

Bleu + jaune : blanc

Vert + magenta : blanc

Rouge + cyan : blanc

La lumière colorée est souvent une superposition de plusieurs radiations lumineuses colorés.

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