Les couleurs

Ondes et signaux

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Compétences attendues

  • Choisir le modèle de la synthèse additive ou celui de la synthèse soustractive selon la situation à interpréter. 

  • Interpréter la couleur perçue d’un objet à partir de celle de la lumière incidente ainsi que des phénomènes d’absorption, de diffusion et de transmission.

  • Prévoir le résultat de la superposition de lumières colorées et l’effet d’un ou plusieurs filtres colorés sur une lumière incidente.

  • Illustrer les notions de synthèse additive, de synthèse soustractive et de couleur des objets. 

La synthèse additive et la couleur perçue

Addition de lumières colorées

 Une lumière colorée est constituée d’une ou de plusieurs radiations lumineuses. Lorsqu’on superpose plusieurs lumières colorées sur un écran, on perçoit une autre couleur : c’est la synthèse additive.

 

 
 

 

 
 

On obtient une infinité de couleurs en superposant trois lumières colorées rougeverte et bleue, d’intensité réglable. 

On parle de trichromie. Avec des intensités convenables, la superposition de ces trois lumières colorées donne la lumière blanche.

La synthèse additive est la superposition de lumières colorées.

En superposant des lumières colorées rouge, vert et bleu (RVB) il est possible de recréer quasiment toutes les couleurs. 

En superposant ces 3 lumières colorées avec des intensités convenables, on obtient du blanc.

Deux couleurs sont dites complémentaires si leur synthèse additive donne du blanc.




Couleur perçue

L’oeil perçoit les objets grâce aux images qui se forment sur la rétine. 

La rétine est tapissée de deux types de cellules photoréceptrices : 

  • les bâtonnets qui sont très sensibles à l’intensité lumineuse mais pas aux couleurs

  • les cônes qui détectent les lumières colorées.


 

Il existe 3 types de cônes, chacun d’eux étant principalement sensible à une des lumière colorée : rouge vert ou bleu. 

La perception des couleurs par l’Homme utilise le principe de la trichromie.

L’observateur perçoit une couleur résultant de la synthèse additive des lumières colorées qui pénètrent dans son œil.


La couleur perçue est l’impression visuelle des différentes radiations constituant la lumière visible qui atteint notre œil. Elle s’explique par la synthèse additive des couleurs.

 
 

Activité

 Prévoir une couleur

On éclaire un écran blanc à l’aide de deux lumières colorées rouge et bleue qui se superposent partiellement.

  1. Préciser la synthèse des couleurs exploitée dans cette situation.

  2. Identifier la couleur de la zone délimitée par des pointillés. 

 

On éclaire un écran blanc à l’aide de deux projecteurs émettant des lumières de couleurs différentes.

  1. Reproduire et compléter le schéma ci-contre en ajoutant la couleur des lumières incidentes.

 

Identifier une couleur percue

L’œil d’un observateur reçoit de la lumière constituée de radiations rouge, verte et jaune.

  1. Préciser le type de synthèse mise en œuvre dans l’œil lorsqu’il perçoit une couleur.

  2. Indiquer la couleur perçue par l’œil dans le cas décrit.

La synthèse soustractive et la couleur des objets

Interaction lumière-objet

 
 

Les objets interagissent différemment avec la lumière incidente.

Il y a absorption lorsqu’un objet absorbe une partie de la lumière incidente.

Il y a diffusion lorsqu’un objet renvoie dans toutes les directions une partie de la lumière incidente.

Il y a transmission lorsqu’un objet est traversé par une partie de la lumière incidente.


Absorption de lumières colorées

La synthèse soustractive est l’absorption de lumières colorées.

La superposition de filtres de couleur cyan, magenta et jaune sur le trajet d’un faisceau de lumière blanche permet d’obtenir de nouvelles lumières colorées.

La synthèse soustractive de deux lumières colorées de couleurs complémentaires donne du noir.



Couleur perçue d’un objet

 

Un objet absorbe la lumière de couleur complémentaire à la lumière qu’il diffuse et transmet.

Le phénomène physique à l’origine de la couleur perçue des objets est l’interaction lumière-objet.La couleur perçue d’un objet dépend :

  • de la lumière incidente qui l’éclaire ;

  • des lumières colorées qu’il absorbe, diffuse et transmet.

Activité

 Prévoir une couleur en synthèse soustractive

Un filtre coloré est éclairé par une lumière blanche constituée de lumières colorées rouge, verte et bleue.

  1. Rappeler l’action d’un filtre coloré sur un faisceau lumineux.

  2. Préciser la couleur du filtre utilisé dans la situation schématisée ci-dessus. 

Reproduire et compléter le schéma ci-contre en indiquant la couleur de chacun des filtres.

 

Couleur des objets

Une pomme jaune est éclairée par une lumière colorée verte.

  • Interpréter la couleur perçue de cette pomme sur la photographie ci-dessous.


Notes

 

 

 

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