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HGT (ScB et ScG)
Physique
UAA4
AUTEUR : Philippe Godts
Fiche d’expérience 1
Illusions colorées
Objectif d’apprentissage
Examiner les conditions sous lesquelles l’œil humain peut signaler la présence de certaines couleurs
ne correspondant pas aux couleurs réelles, en particulier lors de certaines expériences de contrastes
(juxtaposés ou consécutifs).
A. Contrastes juxtaposés
Matériel suggéré
Deux sources lumineuses identiques (lampes de chevet avec réflecteur…), filtres colorés, tube en carton (environ
50 cm de long), écran blanc.
Procédure
1.
Disposer les deux sources lumineuses de telle manière qu’elles projettent sur l’écran deux ombres du
tube en carton (posé verticalement sur une table) les plus semblables possibles.
2.
Placer des filtres colorés les uns après les autres devant les sources lumineuses, et observer les
couleurs des ombres (les ombres semblent prendre les couleurs complémentaires de celles des filtres).
B. Contrastes consécutifs
Matériel suggéré
Lumière blanche intense1, arrière-fond (écran, tableau…) blanc, feuilles A4 de couleur (unies).
Procédure
1.
Disposer le spot de telle manière qu’il éclaire l’écran dans son ensemble.
2.
Tenir une des feuilles colorées pendant une minute juste devant l’écran tout en l’observant fixement,
puis l’enlever tout en continuant à fixer la zone de l’écran qu’occupait la feuille (on voit apparaître la
couleur complémentaire pendant quelques instants à la place qu’occupait la feuille).
Notes pour le professeur
L’œil humain est capable de discerner des différences d’éclairement minimes entre deux surfaces juxtaposées,
mais se laisse facilement illusionner si les surfaces sont espacées. L’œil est donc un instrument de contrastes.
On peut se contenter d’utiliser l’éclairage de la classe (néons les plus blancs possible), mais l’expérience donne les meilleurs
résultats avec, une lampe à incandescence assez puissante (300 watts).
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Il peut être utile de présenter initialement quelques illusions d’optique se basant sur ce phénomène aux élèves
pour les y sensibiliser.2
L’apparition des couleurs complémentaires lors de l’expérience des contrastes successifs s’explique par
l’utilisation progressive de la rhodopsine (une substance sensible à la lumière et qui contient un aldéhyde
de la vitamine A) par les récepteurs les plus sollicités. Ainsi, par exemple, si une partie de la rétine est
suffisamment longuement impressionnée par une lumière verte (pendant au moins 30 secondes), les
cônes sensibles à cette couleur perdront progressivement leur sensibilité. Si, juste après, cette partie
de la rétine est soumise à de la lumière blanche, les cônes sensibles au vert seront moins sensibles
que les autres cônes tant qu’ils n’auront pas reconstitué leurs réserves en rhodopsine. Le cerveau
interprètera cela en supposant l’apparition du magenta, qui est la couleur complémentaire du vert.
Références principalement visées
Comparer différentes sources lumineuses, notamment sur le plan énergétique et de la luminosité (C1).
L’élève utilise différentes informations pour commenter l’efficacité de sources lumineuses.
Décrire la composition de la lumière blanche (C2).
L’élève précise l’ordre des principales couleurs observables dans le spectre de la lumière blanche.
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Voir l’illusion de nuances de gris sur http://fr.wikipedia.org/wiki/Couleur#mediaviewer/File:Grey_square_optical_illusion.PNG
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