VISION ET COULEUR

Première S Physique
Chapitre 2 :
VISION ET COULEUR
Rappel :
Un prisme ou un réseau permettent de décomposer la lumière.
On obtient alors un spectre.
Dans le cas de la lumière blanche, ce spectre est continu et constitué par une infinité de radiations
lumineuses colorées (arc-en-ciel).
Expérience de décomposition de la lumière blanche par un prisme
Expérience de décomposition de la lumière blanche par un réseau
I. Comment l’œil perçoit-il les couleurs ?
L’image d’un objet observé par l’œil se forme sur la rétine.
La rétine est tapissée de cellules photoréceptrices de deux types :
- Les bâtonnets, très sensibles à l’intensité lumineuse (ils permettent la vision
nocturne) mais pas aux couleurs.
- Les cônes, qui détectent les lumières colorées.
Il existe 3 sortes de cônes : les rouges sont sensibles à la lumière rouge, les bleus sont
sensibles à la lumière bleue et les verts sont sensibles à la lumière verte.
La perception des couleurs par l’homme utilise le principe de la trichromie.
Les personnes atteintes de daltonisme possèdent un défaut sur un ou plusieurs types de
cônes. La forme la plus fréquente est la confusion entre le rouge et le vert.
Exemples de
planche du
test
d’Ishihara.
A gauche :
vision normale
A droite :
vision d’un
daltonien

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II. Comment créer des lumières colorées ?
1) Par synthèse additive
C’est la superposition de lumières colorées.
En superposant, dans certaines proportions trois faisceaux lumineux rouge, vert et bleu, on
peut reproduire une infinité de lumières colorées.
Le rouge, le vert et le bleu sont les couleurs primaires de la synthèse additive.
Lorsque 2 couleurs primaires se chevauchent avec des intensités égales, elles donnent une
lumière d’une couleur secondaire.
Le magenta, le jaune et le cyan sont les couleurs secondaires de la synthèse additive.
Deux couleurs sont complémentaires si leur synthèse additive donne du blanc.
Application : Les écrans plats (LCD) utilisent la synthèse additive pour restituer les couleurs.
Chaque pixel RVB de l’écran possède 256 niveaux d’éclairements différents, ce qui permet la
restitution de plus de 16,7 millions de couleurs différentes. L’œil ne pouvant pas toutes les
distinguer, il s’en satisfait pleinement. (voir activité documentaire)
ROUGE + BLEU = MAGENTA, couleur complémentaire du VERT
ROUGE + VERT = JAUNE, couleur complémentaire du BLEU
VERT + BLEU = CYAN, couleur complémentaire du ROUGE

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2) Par synthèse soustractive
C’est l’absorption de lumières colorées.
Un filtre permet d’absorber une lumière colorée.
En utilisant des filtres de couleurs cyan, magenta et jaune, on peut reproduire une infinité
de lumières colorées.
Le cyan, le magenta et le jaune sont les couleurs primaires de la synthèse soustractive.
Deux couleurs sont complémentaires si leur synthèse soustractive donne du noir c'est-à-dire
si la superposition de 2 filtres de ces couleurs ne laisse passer aucune lumière.
Le filtre cyan absorbe le rouge.
Le filtre jaune absorbe le bleu.
Le filtre magenta absorbe le vert.
Lumière blanche

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Exemple : le vert et le magenta sont 2 couleurs complémentaires. Si on superpose 2 filtres
vert et magenta :
III. De quoi dépend la couleur d’un objet ?
1) Notions d’absorption, de diffusion et de transmission
Un objet éclairé peut :
- Laisser passer une partie de la lumière qui l’éclaire (si l’objet est transparent): c’est le
phénomène de TRANSMISSION.
- Réémettre une partie de la lumière qui l’éclaire dans toutes les directions : c’est le
phénomène de DIFFUSION.
- Absorber une partie de la lumière qui l’éclaire : c’est le phénomène d’ABSORPTION.
2) Interprétation de la couleur d’un objet éclairé en lumière blanche
Un objet blanc n’absorbe rien mais diffuse toutes les radiations de la lumière blanche (RVB pour
simplifier). Ce corps sera donc perçu blanc par l’observateur car par synthèse additive R + V + B
donne du blanc.
Un objet noir absorbe toutes les radiations de la lumière blanche, il ne diffuse donc aucune lumière,
ce corps sera donc perçu noir par l’observateur.
Un objet coloré absorbe une partie de la lumière blanche et il diffuse le reste (il peut aussi le
transmettre s’il est transparent).
Exemple : Un objet qui absorbe le BLEU et qui transmet le ROUGE et le VERT apparaîtra JAUNE car
R + V donne du jaune par synthèse additive.
La couleur perçue est le jaune mais sa couleur spectrale fait apparaître le rouge et le vert.
On peut également obtenir du jaune avec une lampe émettant une lumière jaune monochromatique
(lampe à vapeur de sodium).
Ces 2 « jaune » seront perçus de la même façon par l’observateur : ils ont donc la même couleur
perçue. Ils auront par contre des spectres différents : ils ont 2 couleurs spectrales différentes.
3) Paramètres qui influent sur la couleur d’un objet
La couleur perçue d’un objet dépend :
- De la lumière qui l’éclaire
- Des lumières colorées qu’il absorbe, diffuse et transmet
- De l’observateur.
RIEN

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DOCUMENTS ELEVES
Le filtre cyan absorbe le rouge.
Le filtre jaune absorbe le bleu.
Le filtre magenta absorbe le vert.
Lumière blanche
Synthèse additive Synthèse soustractive