La lumière : couleurs et vision
Lumière blanche et spectre, synthèse des couleurs, filtres, couleur des objets et fonctionnement de l'œil.
1. La lumière blanche
Propriété · Décomposition
La lumière blanche (Soleil, lampe) est un mélange de lumières colorées. Un prisme ou un réseau la décompose en un spectre continu : du rouge au violet, comme l'arc-en-ciel.
2. Synthèse additive
Propriété
En superposant des lumières rouge, verte et bleue (les couleurs primaires), on obtient toutes les couleurs : rouge + vert = jaune ; rouge + bleu = magenta ; vert + bleu = cyan ; rouge + vert + bleu = blanc. C'est le principe des écrans.
3. Filtres et couleur des objets
Propriété · Filtre coloré
Un filtre ne laisse passer que certaines couleurs : un filtre rouge, éclairé en lumière blanche, ne transmet que le rouge.
Propriété · Couleur d'un objet
Un objet diffuse certaines couleurs de la lumière qu'il reçoit et absorbe les autres. Une tomate éclairée en lumière blanche diffuse le rouge : elle paraît rouge. Éclairée en lumière verte, elle paraît noire.
4. L'œil
Propriété
La lumière entre dans l'œil par la pupille ; le cristallin, une lentille, forme une image sur la rétine, qui transmet l'information au cerveau par le nerf optique.
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Exercices corrigés
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Décomposition
★☆☆Qu'obtient-on en faisant passer la lumière du Soleil à travers un prisme ? Quel phénomène naturel lui ressemble ?
Couleurs primaires
★☆☆Quelles sont les trois couleurs primaires de la synthèse additive ?
Superpositions
★★☆Quelle couleur obtient-on en superposant sur un écran blanc : a) rouge + vert ; b) vert + bleu ; c) rouge + bleu ; d) les trois ?
Écran de téléphone
★★☆À la loupe, l'écran d'un téléphone est formé de minuscules points rouges, verts et bleus. Comment l'écran affiche-t-il du blanc ? du jaune ?
Filtre
★☆☆On éclaire un filtre vert en lumière blanche. Quelle couleur sort du filtre ?
Deux filtres
★★★On place un filtre rouge puis un filtre vert devant une lampe blanche. Qu'observe-t-on sur l'écran ?
Tomate
★★☆De quelle couleur paraît une tomate rouge éclairée : a) en lumière blanche ; b) en lumière rouge ; c) en lumière bleue ?
Objet blanc
★★☆Une feuille blanche éclairée en lumière verte paraît de quelle couleur ? Pourquoi ?
Objet noir
★☆☆Pourquoi un tee-shirt noir chauffe-t-il plus au soleil qu'un tee-shirt blanc ?
L'œil
★☆☆Sur quelle partie de l'œil se forme l'image ? Quelle partie joue le rôle de lentille ?
Pupille
★★☆Pourquoi la pupille est-elle plus petite en plein soleil que dans la pénombre ?
Projecteurs de scène
★★☆Sur scène, un chanteur en chemise blanche est éclairé par un projecteur rouge et un projecteur vert. De quelle couleur paraît sa chemise ?
Couleur complémentaire
★★★Quelle lumière faut-il ajouter à une lumière jaune pour obtenir du blanc ?
Feuille verte
★★☆Pourquoi les feuilles des plantes paraissent-elles vertes ?
Arc-en-ciel
★★☆Dans quel ordre apparaissent les couleurs de l'arc-en-ciel, de l'extérieur vers l'intérieur ?
Protéger ses yeux
★☆☆Pourquoi ne faut-il jamais regarder le Soleil directement, même avec des lunettes de soleil ordinaires ?
Lumière d'un filtre magenta
★★★Un filtre magenta laisse passer le rouge et le bleu. On l'éclaire en lumière blanche puis on place derrière un filtre bleu. Quelle couleur sort ?
Objet jaune en lumière rouge
★★★Un citron jaune (il diffuse le rouge et le vert) est éclairé en lumière rouge. De quelle couleur paraît-il ?
Correction de la vue
★★☆Pourquoi une personne myope voit-elle flou au loin ? Comment corrige-t-on la myopie ?
Imprimante
★★★Une imprimante utilise des encres cyan, magenta et jaune (synthèse soustractive). Quelle couleur obtient-on en superposant les trois encres ?
Vrai ou faux
★★☆a) La lumière blanche est une lumière colorée unique. b) Un objet rouge éclairé en bleu paraît noir. c) Rouge + vert + bleu = blanc.
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