Chapitre Opt-2La couleur des objets

Les couleurs sont-elles dans les objets ou dans la lumière qui les éclaire ?

I – ETUDE DE LA LUMIERE DU SOLEIL

Les couleurs obtenues sur l’écran forment le spectre de la lumière blanche.

I – 1. Décomposition de la lumière

I – 1. a) Expérience historique de Sir Isaac NEWTON

prismeEcran percé

écran

Lumière du Soleil

Le prisme décompose la lumière qu’il reçoit.

I – ETUDE DE LA LUMIERE DU SOLEIL

Pour le spectroscope à réseau, les stries du réseau sont parallèles à la fente fine par où entre la lumière dans le tube.

I – 1. Décomposition de la lumière

I – 1. b) Expérience avec un spectroscope à réseau

Réseau

Lumière blanche du Soleil

Spectroscope à réseau

Tube épais aux parois intérieures

noires

Fente fine

Un réseau est une plaque de verre ou de matière plastique transparente sur laquelle sont réalisées de très fines rayures invisibles à l’œil nu, équidistantes et parallèles.

L’observateur qui regarde la lumière blanche du Soleil à travers un spectroscope à réseau voit ceci 

Ordre 0

Ordre +1 Ordre +2Ordre -1Ordre -2

On constate que le réseau fournit plusieurs spectres qui sont répartis de manière symétrique de part et d’autre d’une ‘tâche’ blanche.

Les spectres de droite ont l’ordre des couleurs inversés par rapport aux spectres de gauche.

La lumière blanche est composée d’une infinité de lumières de couleurs qui constituent son spectre.

I – 2. La synthèse additive des couleursI – 2. a) Dispositif expérimental

EcranSource de lumière de couleur …

Rouge

Verte

Bleue

I – 2. b) Observation et conclusionLa superposition des trois lumières de couleurs primaires (rouge, vert, bleu) conduit à une lumière de couleur blanche :

La superposition de deux lumières de couleurs primaires conduit à une lumière de couleur secondaire :

ROUGE + VERT + BLEU = BLANC

ROUGE + VERT = JAUNEROUGE + BLEU = MAGENTAVERT + BLEU = CYAN

On parle de synthèse additive des couleurs car on obtient la lumière de couleur blanche par superposition (addition) des lumières de couleurs primaires.

II – ORIGINE DE LA COULEUR DES OBJETS

II – 1. Synthèse soustractive des couleurs

Les filtres colorés sont des lames de verre ou de matière plastique transparente et colorées.

Ils transmettent la lumière de leur propre couleur.

Rouge

Vert

Bleu

Lumière blanche

Filtre de couleur MAGENTA

Lumière de couleur

MAGENTA

Rouge

Bleu

BLANC - VERT = MAGENTA

Rouge

Vert

Bleu

Lumière blanche

Filtre de couleur JAUNE

Lumière de couleur JAUNE

Rouge

Vert

BLANC - BLEU = JAUNE

Rouge

Vert

Bleu

Lumière blanche

Filtre de couleur CYAN

Lumière de couleur CYAN

Vert

Bleu

BLANC - ROUGE = CYAN

La superposition des trois filtres de couleurs primaires (cyan, magenta, jaune) conduit à l’absence de lumière (noir).

La superposition de deux des trois filtres de couleurs primaires (cyan, magenta, jaune) conduit à une lumière de couleur primaire (rouge, vert ou bleu).

II – 2. La couleur des objets

Eclairée par la lumière blanche du Soleil ou la lumière des trois projecteurs de lumière de couleur primaire (rouge, vert, bleu) simultanément, la pomme rouge se comporte comme un filtre rouge : elle absorbe toutes les lumières de couleur contenues dans la lumière blanche exceptée la lumière de couleur rouge qu’elle diffuse.

Rouge

Vert

Bleu

Lumière blanche Lumière de

couleur ROUGE

Rouge

Eclairée en lumière de couleur bleue, elle absorbera totalement cette lumière : la pomme rouge apparaîtra noire.

Bleu

Lumière de couleur BLEUE ABSENCE

de lumière

Placé dans l’obscurité, le citron éclairé par la lumière de couleur rouge paraît rouge, éclairé par la lumière de couleur verte, le citron apparaît vert. Par contre éclairé avec la lumière de couleur bleue, le citron apparaît noir.

Le citron se comporte comme un filtre jaune, il absorbe toutes les lumières de couleur contenues dans la lumière blanche excepté les lumières de couleur rouge, vert et jaune qu’il diffuse.

Un objet coloré, éclairé, diffuse une lumière colorée correspondant à sa propre couleur. Il absorbe les autres lumières colorées.La couleur d’un objet dépend de la lumière qui l’éclaire. Il a la couleur de la lumière qu’il diffuse.

CD ROM ‘Le secret des couleurs’, séquence ‘Noir comme un citron’