VISION ET COULEUR
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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 Première S II. Physique 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. ROUGE + BLEU = MAGENTA, couleur complémentaire du VERT ROUGE + VERT = JAUNE, couleur complémentaire du BLEU VERT + BLEU = CYAN, couleur complémentaire du ROUGE 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) Première S Physique 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. Lumière blanche Le filtre cyan absorbe le rouge. Le filtre jaune absorbe le bleu. Le filtre magenta absorbe le vert. 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. Première S Physique Exemple : le vert et le magenta sont 2 couleurs complémentaires. Si on superpose 2 filtres vert et magenta : RIEN 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. Première S Physique DOCUMENTS ELEVES Synthèse additive Synthèse soustractive Lumière blanche Le filtre cyan absorbe le rouge. Le filtre jaune absorbe le bleu. Le filtre magenta absorbe le vert. Première S Physique
