et dans la lumière
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Par Talar Hagopian et Rima Debs École La Dauversière, Montréal, juin 2001 Validation du contenu et révision linguistique: Karine Lefebvre Science animée, 2001 Cliquez ici pour commencer Dans lequel des deux mondes préferiez-vous vivre? Les couleurs primaires diffèrent en peinture (arts) et dans la lumière (physique). En peinture elles sont: rouge, bleu et jaune, alors que dans la lumière, elles deviennent: rouge, bleu et vert. En mélangeant de la peinture jaune avec du bleu… nous obtenons du vert. Par contre la lumière jaune* avec une lumière bleue… * Jaune = vert + rouge nous donne de la lumière blanche ! En superposant les trois couleurs primaires, rouge, vert et bleu, nous obtenons du blanc. En superposant les trois couleurs primaires, rouge, vert et bleu, nous obtenons du blanc. En superposant les trois couleurs primaires, rouge, vert et bleu, nous obtenons du blanc. Concentrons-nous sur les couleurs de la lumière! Voici les couleurs secondaires et comment elles sont formées… Rouge + Bleu = Magenta Rouge + Vert Bleu + Vert = Jaune = Cyan Cyan, magenta et jaune sont les trois couleurs secondaires . En additionnant les trois couleurs secondaires cyan, magenta et jaune, on obtient le noir, soit une absence de lumière.. Magenta + Cyan = Bleu Magenta + Jaune Cyan + Jaune = Rouge = Vert Les couleurs primaires de la lumière sont associées à 3 rayons : Rho rouge Gamma Beta bleu vert bleu vert La longueur des ondes (nm) rouge La lumière est constituée d’ondes électromagnétiques qui se différencient par leur longueur d’onde mesurée en nanomètre (nm). Les longueurs d’ondes courtes correspondent à la couleur bleue. À mesure que la distance entre les ondes augmente, la lumière devient verte, ensuite rouge. Les couleurs sont des ondes visibles ! Ondes radio Spectre électromagnétique Rayons Micro-ondes Infrarouge (ondes longues invisibles) Rayons X Couleurs et ondes lumineuses visibles Ultra-violet (ondes courtes invisibles) En 1873, James Maxwell publia une suite d’équations sur la théorie électromagnétique de la lumière apportant la preuve que cette dernière provenait de la propagation simultanée d’un champ électrique et d’un champ magnétique. À la même époque, le physicien allemand Henrich Hertz, avec l’aide de Maxwell, parvient à produire des ondes électromagnétiques et démontra que celles-ci possédaient toutes les propriétés de la lumière: réflexion, réfraction, interférence (superposition d’ondes de même nature), diffraction, polarisation (répartition privilégiée de l’orientation des vibrations qui les composent) et vitesse de propagation ( 300 000 km/s). Mais bien avant eux, Isaac Newton avait attribué aux particules de la lumière des propriétés ondulatoires. (1642-1727) De plus, il avait découvert toutes les couleurs composant la lumière blanche. Travaillant avec les prismes, il remarqua que la lumière blanche pouvait être décomposée en différentes composantes, soit les couleurs de l’arc-en-ciel. (1642-1727) Il avait découvert la dispersion. Le prisme disperse les couleurs de la lumière en couleurs du spectre. Prisme Lumière blanche Dispersion Spectre Il est possible de recomposer la lumière blanche à partir de toutes ses composantes. Violet 3600- 4300 Indigo 4300- 4550 Bleu 4550- 4920 Vert 4920- 5500 Jaune 5500- 5880 Orange 5880- 6470 Rouge 6470- 7600 Unité en angström Lumière Nerf optique Rétine Les cônes et les bâtonnets On sait tous que la couleur ne peut exister sans lumière. Les bâtonnets ne sont sensibles qu’au noir, au blanc et aux tons de gris et fonctionnent même à éclairage faible! On trouve 120 millions de ces récepteurs dans la rétine. Les cônes, eux, détectent la couleur et nous en avons 7 millions dans la rétine. Le daltonisme est une anomalie de la vue. Les personnes atteintes de ce trouble ne perçoivent pas les couleurs ou ne différencient pas certaines couleurs les unes des autres. Ce trouble visuel peut être héréditaire, ou consécutif à une maladie ayant altéré le nerf optique. Techniquement, le daltonisme est dû à un mauvais fonctionnement ou une insensibilité des cellules photoréceptrices aux couleurs, le cerveau ne pouvant reconnaître la couleur correctement. Il existe plusieurs types de daltonisme : le "rouge-vert", qui touche plus les hommes que les femmes et le "jaune-bleu", moins répandu, qui touche pareillement hommes et femmes. Certaines personnes ne perçoivent que deux couleurs, et le reste en gris. Certaines personnes sont plutôt atteintes de monochromatisme, c'est-à-dire qu'elles voient uniformément tout en gris. La couleur que nous percevons d’un objet est en fait la couleur du spectre de la lumière qui parvient à nos yeux. Ce poussin apparaîtra Jaune car la composante jaune est réfléchie aux yeux de l’observateur. Les autres composantes de la lumière sont ici absorbées. Ce buisson apparaîtra Vert car la composante verte est réfléchie aux yeux de l’observateur. Les autres composantes de la lumière sont ici absorbées. Un filtre optique est une lentille translucide qui ne laisse passer que certaines composantes de la lumière. Par exemple, des lunettes teintées. Un filtre fait d’une couleur primaire ne laisse passer que cette couleur. Filtre rouge Filtre bleu Filtre vert Un filtre fait d’une couleur secondaire ne laisse passer que les couleurs primaires qui la compose. Filtre cyan Filtre magenta Filtre jaune Et les filtres incolore et noir ? Filtre incolore Filtre noir De quelle couleur notre observateur verra-t-il le buisson s’il le regarde avec des filtres optiques rouges ? Cliquer sur le buisson pour vérifier votre réponse ! Ce buisson apparaîtra Noir car la composante verte réfléchie par le buisson sera bloquée (absorbée) par le filtre rouge. Le filtre ne laissant passer que la composante rouge, aucune lumière ne parviendra aux yeux de notre observateur (absence de lumière = noir). De quelle couleur les lentilles teintées (ici filtres optiques) auraient-elles dû être afin que l’observateur voit le buisson vert ? Cliquer sur les lentilles pour vérifier votre réponse ! Vertes puisque des filtres verts ne laissentS passer que la lumière verte, qui arrivera aux yeux de l’observateur ! L’arc-en-ciel est tout simplement l’image de la lumière en provenance du soleil sur un écran de pluie. Les couleurs sont conservées pendant très longtemps grâce à la réflexion, la dispersion et la réfraction que subissent les rayons du soleil sur les gouttelettes d’eau. Rayon lumineux Goutte d’eau Réflexion Réfraction Dispersion • Lorsque vous contemplez l’arc-en-ciel en face, le soleil est toujours derrière vous. • Le soleil est tellement loin qu’on peut prétendre qu’un rayon lumineux peut être représenté par un ensemble de rayons parallèles qui, tombant dans la goutte d’eau, sont réfractés, réfléchis et réfractés à nouveau. • L’éclat des couleurs dépend du diamètre de la goutte qui devrait varier de 1 à 2 mm pour être visible sinon, l ’arc-en-ciel est blanc. Fixez le drapeau pendant 15 secondes ensuite regardez dans l ’espace blanc. Vous remarquerez que les couleurs de l ’image fantôme du drapeau sont les mêmes que celles du vrai drapeau des États-Unis. Nous voyons cela car le rouge, le bleu et le blanc sont respectivement les couleurs complémentaires du cyan, jaune et noir. Bleu Blanc Rouge Gris Vert Mauve Rouge Orange Jaune Turquoise Rose Noir Récitez à voix haute la couleur des mots et non pas les mots écrits. Les couleurs font partie de notre quotidien … La vie serait bien triste sans elles ! Par chance, nous les retrouvons partout, même en sciences ! • Beverly T. Lynds. (Page consultée le 05 mars 2001). About Rainbows, [En ligne]. Adresse URL: http://www.unidata.ucar.edu/staff/blynds/rnbw.html • H. Jaegle et L. T. Sharpe. (Page consultée le 15 novembre 2000). Couleur et vision de nuit, [En ligne]. Adresse URL: http://www.eye.medizin.unituebingen.de/ • L’université de Texas, Houston. (Page consultée le 15 novembre 2000). Vision de couleur, [En ligne]. Adresse URL: http://eye.med.uth.tmc.edu/MasseyLab/color%20vision/colorvision.htm • M. PARAMON, José. Le grand livre de la couleur, Italie, Angela Berenuer Gran, 1993, 160 p. • CHABOUD, René. La météo question de temps, France, Nathan, 1993, 286 p. «Daltonisme». Encyclopédie Microsoft Encarta 2000 [CD-ROM]. Microsoft Corporation, 1999.
