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1ère S Thème : Couleur et image TP n°6
Physique Couleur des objets Chap.3
Expérience bureau : Décomposition de la lumière blanche par un réseau. On dit que trois lumières suffisent pour former la lumière blanche : ... ; ... ; ... .
Expérience bureau : on éclaire un canson coloré par de la lumière de différentes couleurs.
Que peut-on en conclure ? ...
...
I. Couleurs émises par un écran plat : synthèse additive 1. Le pixel, composant des écrans plats
Expérience : Microscope (sur le plus petit grossissement) et téléphone portable allumé.
1.1. Qu’observe-t-on ? ...
1.2. Schématiser l’observation dans le cadre ci-contre.
2. Définition
Un écran plat (comme ceux des téléphones portables) est divisé en ...
... ...
... ...
... ...
... ...
... ...
...
Le cerveau fait la ...
Un écran est caractérisé par sa définition, c’est à dire le nombre total de pixels : Définition ... ...
3. Comment un pixel peut-il créer un grand nombre de couleur ? 3.1. D’après vous, si on fait R + V, que voit-
on ? ...
3.2. Si on fait B + R ? ...
3.3. Si on fait V + B ? ...
Expérience : A l’aide des trois sources lumineuses (rouge, vert et bleu), compléter le schéma ci-contre.
En fonction de l’intensité des trois couleurs RVB, on obtient toutes les couleurs.
4. Principe de la synthèse additive
Toute lumière colorée peut être reproduite en superposant, en certaines proportions, trois faisceaux lumineux de couleurs dites primaires : ...
... ...
...
Lorsque deux lumières primaires se chevauchent avec des intensités égales, elles donnent une lumière d’une couleur ...
Le blanc est obtenu lorsque les trois lumières de couleurs primaires sont additionnées en proportions égales, et le noir résulte de l’absence totale de lumière.
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zoom 5. Couleur complémentaire
5.1. Définition
...
...
5.2. Exemples
a) Quelle est la couleur complémentaire du vert ? ...
b) Quelle est la couleur complémentaire du jaune ? ...
c) Quelle est la couleur complémentaire du cyan ? ...
II. Couleurs d’un journal : synthèse soustractive 1. La synthèse soustractive
Principe
Les filtres réalisent une synthèse soustractive. La synthèse soustractive consiste à placer sur le trajet d’une lumière blanche 1,2 ou 3 filtres colorés. Ces filtres sont cyan, magenta ou jaune, les couleurs primaires de la synthèse soustractive.
Un filtre absorbe la lumière correspondant à sa couleur complémentaire. La superposition de deux des filtres cyan, magenta ou jaune donne naissance à la couleur complémentaire du filtre manquant.
Les filtres se comportent comme les objets diffusants.
Les filtres rouges, vert et bleu ………..
Les filtres jaune, cyan et magenta ………..
Expérience : A l’aide des tubes à essais Cyan, Jaune et Magenta (qui jouent le rôle de filtres), compléter le schéma ci-dessous.
Expérience : On pose les trois pastilles plastiques colorées sur le rétroprojecteur.
2. La quadrichromie
Expérience : Microscope sur le petit grossissement et papier journal assez fin. On se met en bord de couleur verte par exemple et on voit les couches
Les encres utilisées par les imprimantes se comportent comme des ……….
………
………
………
En imprimerie, pour améliorer le contraste, on ajoute une quatrième
« image » ………...
……….
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III. Couleur des objets
1. « Rouge comme un citron »
Julie et Clémentine discutent de leur soirée de samedi dernier.
Julie : « Je suis allée en boîte de nuit et j’avais mis ma robe jaune citron. Mais en allant sur la piste de danse au milieu des spots colorés, elle n’arrêtait pas de changer de couleur.. C’était trop bien !! »
Clémentine : « Hein ??? T’es sûre ??? »
Et vous, vous y croyez à son histoire ?? A l’aide du matériel, proposer une explication.
Expérience : Feuille jaune que l’on éclaire avec des lumières de différentes couleurs.
2. Pourquoi un objet a-t-il une couleur ?
Les objets qui nous entourent sont visibles car ils nous envoient de la lumière qui provient d’une source extérieure (lampe, soleil…)
Lorsqu’un objet reçoit de la lumière, il peut :
...
...
...
La couleur d’un objet (opaque pour différencier des filtres) dépend :
...
...
...
Remarque : Un objet blanc diffuse toutes les radiations qu’il reçoit. Un objet noir absorbe toutes les radiations.
3. Couleur d’un objet en lumière blanche
Animation : http://clemspcreims.free.fr/Optique/couleurs-%20objets.swf (Ac. Nantes)
Objet blanc : Objet noir :
Objet bleu : Objet rouge :
4. Couleur d’un objet en lumière colorée
Il faut désormais tenir compte de la composition de la lumière incidente. Remplir le tableau suivant : Tomate éclairée en
lumière jaune
Tomate éclairée en lumière magenta
Tomate éclairée en lumière verte
Tomate éclairée en lumière bleue
Tomate ... ... ... ...
Expérience : A l’aide de sources lumineuses colorées, d’une feuille rouge, retrouver les résultats ci-dessus.
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5. Exercice
Dessiner le drapeau français tel qu’il serait vu éclairé en :
Lumière blanche Lumière rouge Lumière bleue Lumière jaune
Animation :
http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/quatrieme/optique/exercice_couleur.htm (JP Fournat)
IV. Fonctionnement de l’œil
1. Distinction couleur spectrale et couleur perçue
Une couleur est dite spectrale lorsque son spectre ne présente qu’une seule couleur.
La couleur perçue d’une lumière est l’impression visuelle qu’elle nous donne.
Expérience : Spectroscope portatif et lumière avec filtre jaune puis lampe Sodium. Elles sont toutes les deux jaunes mais n’ont pas le même spectre.
Spectre de la lumière jaune issue d’une lampe à vapeur de sodium :
Spectre de la lumière jaune issue d’un filtre jaune de TP :
...
...
Remarque : dans le cours, nous avons supposé implicitement que les filtres jaunes laissaient donc passer la couleur rouge et la couleur verte. Une tomate éclairée par cette lumière était donc de couleur rouge. Que se passerait-il si nous disposions d’un filtre qui ne laisse passer que la couleur spectrale jaune ?
2. Les cônes, bâtonnets et daltonisme
Texte : « La perception des couleurs chez l’homme »
La rétine comporte deux types de cellules sensibles à la lumière, les cônes et les bâtonnets, qui sont juxtaposés à la manière d’une mosaïque (130 millions de bâtonnets et 6,5 millions de cônes de quelques micromètres de longueurs). Ce sont des neurones très courts qui possèdent un segment externe, de forme cylindrique pour les bâtonnets, et conique pour les cônes. Ce segment externe renferme de nombreuses molécules de pigments photosensibles.
L’œil humain possède trois types de cônes, chacun sensible à une longueur d’onde différente et qui correspondent au bleu, au rouge et au vert. Les bâtonnets sont quant à eux très peu sensibles à la couleur, mais ils sont plus sensibles à faible luminosité et prennent donc le relais lorsque l’éclairement est faible, ce qui explique que nous voyions moins bien les couleurs de nuit (« la nuit tous les chats sont gris ! »).
Le daltonisme est une altération des d’un des types de cônes, le plus souvent celui sensible au rouge ou au vert et qui provoque la confusion entre le rouge et le vert.
Expliquer à partir de ce texte l’utilité des cônes et des bâtonnets ? En déduire ce que peut-être le daltonisme.
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