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Chapitre II Optique Extraits de sujets de BTS : colorimétrie BTS 1991 : 1°) Quel est le type de spectre de lumière émise par une lampe à incandescence en utilisation normale ? 2°) Quel est l’ordre de grandeur des longueurs d’ondes des radiations émises dans le vide ou l’air ? 3°) Certaines radiations émises par cette source sont invisibles. Donner leur nom et les situer sur le schéma ci dessous à recopier sur la copie. A B C Lumière visible Donner une conséquence importante pour l’utilisateur de l’existence des ces radiations. 4°) La longueur d’onde de la radiation correspondant au point C est = 1000 nm ; calculer la fréquence correspondante dans le vide. On donne la célérité de la lumière dans le vide c = 3.108 m.s-1. 5°) Une cuve transparente contient un liquide coloré bleu, une solution de sulfate de cuivre par exemple. On l’éclaire par une source lumineuse et on observe la couleur de la lumière transmise : a) Qu’observe-t-on lorsque la source est une lampe à incandescence ? b) Qu’observe-t-on lorsque la lumière est rouge et monochromatique ? BTS 1993 Le document fourni par un constructeur ( reproduit figure 1 re présente le facteur de transmission T (ou transmittance) de différents filtres en fonction de la longueur d’onde ( la transmittance est la proportion exprimée en %, de la lumière transmise par rapport à la lumière incidente). L’échelle des longueurs d’onde pour les radiations visibles est aussi précisée dans le tableau figure 2. 1°) a) A l’aide de ces données, déterminer la couleur du filtre F1 lorsqu’il est observé en lumière blanche. b) Quelle couleur absorbe-t-il ? 2°) On superpose le filtre F2 ( qui est cyan) au filtre F1. L’ensemble forme le filtre F. a) Quelles sont les couleurs absorbées par le filtre F ? b) Eclairé en lumière blanche, quelle est la couleur de la lumière transmise par le filtre F ? 3°) Le drapeau français ( formé de trois bandes respectivement bleue, blanche et rouge), est éclairé en lumière blanche. On l’observe à travers le filtre F2. Représenter l’aspect du drapeau vu dans ces conditions. Justifier le résultat. Bernaud J 1/4 Chapitre II Optique Extraits de sujets de BTS : colorimétrie Figure 1 Longueurs d’ondes 400 à 424 nm 424 à 491 nm 491 à 575 nm 575 à 585 nm 585 à 647 nm 647 à 700 nm Couleurs Violet Bleu Vert Jaune Orange Rouge Figure 2 BTS 1998 L’éclairage d’un défilé de mode est constitué de la manière suivante : Une rampe de lampes donnant une lumière blanche, Une rampe de lampes donnant une lumière rouge, Une rampe de lampes donnant une lumière verte, Une rampe de lampes donnant une lumière bleue. Chaque rampe donne le même éclairement. 1°) On croise un spot de chacune des trois rampes ( un rouge, un vert, un bleu) sur un écran blanc. Déterminer le diagramme des couleurs et nommer toutes les couleurs obtenues. 2°) Les lampes blanches sont allumées. Les lampes rouges, vertes et bleues sont éteintes. Dans ces conditions, on observe sur la scène : Un mannequin vêtu d’une robe blanche, Un tapis de scène rouge, Des plantes vertes dans un pot bleu. Préciser les couleurs absorbées par : La robe Le tapis Les plantes Bernaud J 2/4 Chapitre II Optique Extraits de sujets de BTS : colorimétrie Le pot 3°) On éteint les lampes blanches. On allume les trois rampes de lampes rouges, vertes et bleues. De quelle couleur verra-t-on : La robe Le tapis Les plantes Le pot Justifier les réponses. 4°) A la suite d’une fausse manœuvre, on éteint la rampe de lampes bleues. De quelle couleur verra-t-on : La robe Le tapis Les plantes Le pot Justifier les réponses. BTS 1999 Le projecteur émet une lumière blanche. Il éclaire un papier comportant des bandes : blanches, rouges et noires. De quelle couleur nous apparaissent les différentes bandes si : 1°) On met un filtre cyan (bleu-vert) sur le projecteur ? 2°) On superpose un filtre jaune et un filtre magenta sur le projecteur ? 3°)On superpose un filtre jaune, un filtre magenta et un filtre cyan sur le projecteur ? BTS 2001 La lampe d’un projecteur émet de la lumière blanche. L’écran est blanc. L’image observée est celle d’un mannequin portant une robe à bandes noires, jaunes et blanches. 1°) Préciser la( les) couleur(s) absorbée(s) et transmise(s) par chaque type de bandes. 2°) On dispose un filtre coloré derrière l’objectif de l’appareil. Ce filtre a pour caractéristique : T= 1 pour nm] T= 0 pour nm] 2.1) Quelle est la couleur du filtre ? 2.2) De quelles couleurs apparaissent les bandes sur l’écran ? Justifier les réponses. Données : La transmittance ou coefficient de transmission T d’un milieu absorbant vis à vis d’un Flux _ énergétique _ transmis rayonnement est le rapport : T Flux _ énergétique _ incident L’échelle des longueurs d’onde pour les radiations visibles est donnée dans le tableau suivant Couleurs Longueurs d’ondes Violet 400 à 424 nm Bleu 424 à 491 nm Vert 491 à 575 nm Jaune 575 à 585 nm Bernaud J 3/4 Chapitre II Optique Extraits de sujets de BTS : colorimétrie Orange Rouge 585 à 647 nm 647 à 700 nm BTS 2002 1°) Une source monochromatique émet une radiation de fréquence N = 5,17.1014 Hz. a) Calculer la longueur d’onde de cette radiation. b) Est-ce une radiation visible ? Justifier. Dans l’affirmative, donner sa couleur ? 2°) Un éclairagiste utilise une source lumineuse qu’il dirige sur un clown vêtu d’une veste blanche, d’une salopette rouge et d’un chapeau vert. Quel est l’aspect du clown : a) si la source utilisée est de couleur bleue, b) si la source monochromatique utilisée est celle décrite dans la question 1°) ? Données : vitesse de la lumière : c = 3.108 m.s-1 et tableau ci avant. BTS 2003 1°) Pour lire les codes barre d’articles en textile, on utilise un laser émettant une radiation monochromatique dont la longueur d’onde est égale à 660 nanomètres. La célérité de la lumière dans le vide est c = 3.108 m.s-1. Quelle est la valeur de la fréquence de la lumière émise par le laser ? 2°) On donne quelques longueurs d’onde appartenant au domaine visible et les couleurs associées : 440 nm bleu 490 nm cyan 520 nm vert 580 nm jaune 660 m rouge Les écrans des téléviseurs comportent de minuscules pastilles appelées luminophores. Ces pastilles émettent de la lumière lorsqu’elles reçoivent des électrons. Il y a trois sortes de luminophores ; ils émettent soit du bleu, soit du vert, soit du rouge. 2.1) Tous les luminophores émettent de la lumière. Quelle est alors la couleur de l ‘écran ? Préciser s’il s’agit d’une synthèse additive ou soustractive. 2.2) Tous les luminophores sont éteints. Quelle est alors la couleur de l’écran ? 2.3) Tous les luminophores émettant en bleu et tous les luminophores émettant en vert sont allumés. Quelle est alors la couleur de l’écran ? 2.4) Les luminophores émettant en rouge sont éteints. Quelle est alors la couleur de l’écran ? 2.5) L’écran apparaît magenta. Préciser quels sont les luminophores allumés. 3°) A l’aide d’une lumière blanche on examine un foulard qui apparaît coloré en jaune. En répondant uniquement à l’aide des couleurs primaires ( bleu, vert , rouge), préciser : 3.1) Quelle est la( ou quelles sont les) couleurs(s) réfléchie(s) par le foulard ? 3.2) Quelle est la( ou quelles sont les) couleurs(s) absorbée(s) par le foulard ? 3.3) Ce foulard est désormais éclairé uniquement par une lumière cyan. De quelle couleur apparaît-il ? Bernaud J 4/4
