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Evaluation n°2 – Chapitre 02 et 03 : De la couleur !
Exercice 1 : Une nuit au musée.
Le gardien, qui venait d’être recruté par le musée du Louvre, allait prendre sa première nuit de surveillance. Il
faisait sombre, seule la lumière verte des lampes de secours lui permettait de s’orienter dans le grand musée
parisien.
La quatrième salle du salon Richelieu au 2ème étage était consacrée aux peintres flamands. L’une des toiles
derrière son verre de protection attira particulièrement le regard du gardien : l’annonciation de Rogier Van
Der Weyden. Le lit qu’il savait rouge à l’arrière du personnage féminin était totalement noir : on ne voyait plus
que le visage de cette femme et l’impression de volume habituellement rendu par l’œuvre avait disparu.
Inquiet, il éclaira la toile avec sa torche: le lit était bel et bien rouge…
Document 1 : Annonciation de Rogier Van Der Weyden vers 1435
(Musée du Louvre).
Document 2 : extrait de La couleur. Lumière, vision et matériaux
éditions Belin 2006.
La modulation de la couleur fut l’un des enjeux de la peinture
européenne du XVe siècle. Les peintres italiens jouent sur la quantité
de pigments blancs ou noirs qu’ils ajoutent à leur préparation. C’est la
technique du mélange pigmentaire. Les peintres flamands modulent
l’épaisseur de minces couches translucides obtenues par dispersion
d’un pigment dans une huile de lin cuite, c’est la technique des glacis. L’effet visuel est fondamentalement
différent. Les drapés italiens semblent réfléchir la lumière et créer la couleur en surface de l’œuvre. Les
drapés flamands semblent diffuser la lumière à l’intérieur de la couche picturale et créer la couleur non plus
en surface mais dans le volume de l’œuvre.
Questions.
A partir des documents réaliser un texte d’une dizaine de lignes maximum, expliquant au gardien du musée
pourquoi le lit ne lui est pas apparu rouge et pourquoi l’effet de volume a disparu.
Exercice 2 : Température de couleur.
Document 1 :
Le filament d'une ampoule à incandescence classique est en tungstène. Un filament de tungstène peut être
chauffé à température élevée, en restant solide et rigide jusqu'à 3000 °C environ.
Document 2 : le tungstène.
Le tungstène est un élément chimique du tableau périodique de symbole W (de l'allemand Wolfram) et de
numéro atomique 74. Son nom provient du suédois « tung » (lourd) et « sten » (pierre) et signifie donc «
pierre lourde ».
C'est un métal de transition gris-acier blanc, très dur, et lourd qui est reconnu pour ses propriétés physiques.
Sous sa forme pure, il est principalement utilisé dans des applications électriques (filaments d'ampoule), mais
sous forme de composés ou d'alliages il possède de nombreuses applications, comme la réalisation d'outils
nécessitant une grande dureté (forets, poudres abrasives...) car c’est le métal qui a la plus haute température
de fusion (3410°C).
Document 3 : loi de Wien.
La loi de Wien permet de relier la température d’une source à la longueur d’onde de la lumière émise avec le
maximum d’intensité suivant la relation : max × T =2,898.10-3 K.m
1. Pourquoi utiliser du tungstène pour les filaments des ampoules ?
2. Estimer la longueur d'onde du maximum d'intensité du rayonnement lorsque le filament atteint sa
température dans l’ampoule.
3. Dans quel domaine du spectre électromagnétique se trouve cette longueur d'onde?
Evaluation n°2 – Chapitre 02 et 03 : De la couleur !
4. Quelle devrait être la température en ° Celsius d'un filament de tungstène pour que le maximum
d'intensité de son rayonnement corresponde, comme pour la photosphère du Soleil, à la longueur
d'onde maximale de 500nm?
Exercice 3 : Drapeau tricolore.
L’article deux de la Constitution indique que l’emblème national est le drapeau tricolore, bleu, blanc, rouge
mais il n’est pas précisé qu’un éclairage en lumière blanche est nécessaire.
1. Quelles sont les radiations visibles diffusées par chacune des bandes verticales du drapeau éclairé sous
lumière blanche (trichromie) ?
2. Quelles sont les couleurs absorbées par chacune des bandes verticales du drapeau sous lumière blanche ?
3. Si le drapeau est éclairé de nuit par une lumière bleue, quelles seront les couleurs perçues ?
4. Avec quelle couleur faudrait-il éclairer le drapeau Français et le drapeau Italien pour qu’il soit identique ?
5. Quels sont les drapeaux qui paraitront identiques en lumière rouge ?
6. Quels sont les drapeaux qui paraitront identiques en lumière cyan ?
Exercice 4 : Quelle lampe pour produire du dioxygène ?
Document 1 : Fameuse invention !
Un ingénieur vient de mettre au point une feuille artificielle, capable de réaliser la
photosynthèse comme une véritable feuille végétale. Parmi les fantastiques
applications pratiques potentielles, on trouve... les longs voyages dans l'espace !
Plusieurs problèmes pratiques rendent pour l'instant impossibles les voyages de
très longue durée dans l'espace. Les réserves d'oxygènes en font partie. Impossible
d'emmener des végétaux dans l'espace : les plantes ne peuvent pas se développer à
gravité zéro (en apesanteur). Pas de gravité, pas de plantes, pas de plantes, pas de
photosynthèse.Or ces feuilles artificielles pourraient bien devenir, à terme, une solution de production
d'oxygène à destination des voyages d'exploration dans l'espace.
Document 2 : La photosynthèse
La photosynthèse est le procédé par lequel les plantes vertes transforment l'énergie lumineuse en sucres. Ce
sont ces sucres qui permettent ensuite à la plante de vivre. On peut donc dire que la lumière est la véritable
nourriture des plantes. Les engrais eux ne leur apportent pas d'énergie mais uniquement des matériaux qui
leur sont nécessaires pour construire des nouveaux tissus (feuille, fleurs, racines).
Document 3 : Spectres d’émission des trois sources lumineuses
a) Lampe High Pressure Sodium
b) Tube fluorescent
c) Lampe halogène
Question : A l’aide des documents mis à disposition, expliquer quelle source de lumière il faut choisir pour
favoriser la photosynthèse de la feuille artificielle dans l’espace.
Evaluation n°2 – Chapitre 02 et 03 : De la couleur !
Correction de l’évaluation 2.
Exercice 1 : Une nuit au musée.
/ 4 pts
Le lit est de couleur rouge en lumière blanche, cela veut que l’objet renvoie le rouge et absorbe les autres
couleurs. En lumière verte, seul le vert est présent, donc le lit absorbe le vert et ne renvoie aucune couleur, il
parait donc noir.
L’œuvre utilise la technique flamande en jouant sur la quantité de couche ce qui donne un effet de diffusion
de la peinture, donc de volume. En lumière verte, aucun rayonnement n’est diffusé puisque tout est absorbé,
on a donc plus d’effet de volume.
Exercice 2 : Température de couleur.
/ 7 pts
1. Le tungstène a température de fusion 3410 °C, 3000 °C le tungstène est encore sous forme solide.
2. La température de l’ampoule est de 3000 °C soit 3000+273 = 3273 K.
On détermine la longueur d’onde du rayonnement à l’aide de la loi de Wien :
max × T =2,898.10-3 K.m soit max = 2,898.10-3 / T = 2,898.10-3 / 3273 = 8,854.10-6 m = 885,4 nm
3. On se trouve au dessus du visible (800nm), donc dans l’infra rouge.
4. Utilisons la loi de Wien pour  = 500nm = 500.10-9 m
max × T =2,898.10-3 K.m soit T = 2,898.10-3 /max = 5796 K = 5523 °C
Exercice 3 : Drapeau tricolore.
Couleur lumière blanche
Bleu
Blanc
Rouge
1.
/ 7 pts
renvoyé
bleu
bleu, verte et rouge
rouge
2. Absorbé
Rouge et vert
Rien
Vert et bleu
3.
En lumière bleu
Bleu
Bleu
noir
4. Avec quelle couleur faudrait-il éclairer le drapeau Français et le drapeau Italien pour qu’il soit identique ?
Le drapeau italien est : vert / blanc / rouge
Le drapeau français : bleu / blanc / rouge
En lumière rouge on obtient : noir / rouge / rouge.
5. Quels sont les drapeaux qui paraitront identiques en lumière rouge ?
Rouge
rouge
noir/rouge/rouge rouge/rouge/noir rouge rouge/rouge/noir
Le rouge renvoie en lumière rouge du rouge et le blanc renvoie du rouge donc blanc et rouge prendront la
teinte rouge : Danemark, Indonésie et japon en rouge.
Le verte en lumière rouge absorbe le rouge et ne renvoie rien donc apparaitra noir : Hongrie et Yemen en 2
bandes rouges et une noire.
6. Quels sont les drapeaux qui paraitront identiques en lumière cyan ?
Le cyan est composé de vert et bleu : seule possibilité Hongrie et Yémen : le rouge en lumière cyan renvoie du
noir (absorbe verte et bleu), le blanc renvoie le cyan mais le vert apparaitra vert et le noir : noir donc ils seront
différents.
Exercice 4 : Quelle lampe pour produire du dioxygène ?
/4pts
Question : A l’aide des documents mis à disposition, expliquer quelle source de lumière il faut choisir pour favoriser la photosynthèse de la feuille
artificielle dans l’espace.
La feuille verte plante nous parait verte en lumière du jour (lumière blanche) car elle absorbe principalement
les radiations bleue et rouge et elle renvoie principalement le vert.
Pour réaliser la photosynthèse et fabriquer du dioxygène, la plante a besoin d’énergie apportée par la
lumière. Il faut donc une lampe émettant beaucoup de radiations bleues et rouges.
Le tube fluorescent est riche en lumière verte donc peu d’énergie absorbé. La lampe halogène est riche en
lumière rouge, mais peu en bleu. La lampe HPS est riche en bleu et rouge. On préférera la lampe HPS qui
permettra à la feuille d’absorber plus de rayonnement.