Couleur des objets et vision
Synthèses additive et soustractive, couleurs complémentaires, couleur d'un objet éclairé, filtres, vision des couleurs.
1. La vision des couleurs
Définition
La rétine contient trois types de cônes, sensibles au rouge, au vert et au bleu. Le cerveau interprète la combinaison des signaux reçus : c'est pourquoi toutes les couleurs peuvent être obtenues à partir de trois lumières.
2. Synthèse additive
Propriété
En superposant des lumières rouge (R), verte (V) et bleue (B) — les couleurs primaires de la synthèse additive — on obtient : $R + V = $ jaune, $R + B = $ magenta, $V + B = $ cyan, $R + V + B = $ blanc. C'est le principe des écrans.
Expérience · Superposer des lumières colorées
Définition · Couleurs complémentaires
Deux lumières colorées sont complémentaires si leur superposition donne du blanc : bleu et jaune, rouge et cyan, vert et magenta.
3. Synthèse soustractive
Propriété
Un filtre ou une encre absorbe (soustrait) une partie de la lumière. Le cyan absorbe le rouge, le magenta absorbe le vert, le jaune absorbe le bleu. En superposant cyan, magenta et jaune (primaires de la synthèse soustractive), on obtient du noir. C'est le principe de l'imprimante.
4. Couleur d'un objet
Propriété
Un objet éclairé absorbe certaines radiations et diffuse les autres : sa couleur perçue est celle de la lumière diffusée. Elle dépend donc de la lumière qui l'éclaire.
Exemple
Une tomate éclairée en lumière blanche diffuse le rouge : elle paraît rouge. Éclairée en lumière verte, elle absorbe tout : elle paraît noire. Un objet blanc diffuse toutes les couleurs ; un objet noir les absorbe toutes.
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Synthèse additive
★☆☆Quelle couleur obtient-on en superposant : a) lumière rouge et lumière verte ; b) verte et bleue ; c) rouge, verte et bleue ?
Couleurs complémentaires
★☆☆Donner la couleur complémentaire du bleu, du rouge et du vert.
Filtres
★★☆On éclaire un filtre jaune en lumière blanche. Quelles lumières traversent ? Et un filtre cyan ?
Deux filtres
★★☆On superpose un filtre jaune et un filtre cyan devant une lumière blanche. Quelle couleur sort ?
Objet sous lumière colorée
★★☆Un citron (jaune) est éclairé en lumière rouge, puis en lumière bleue. Quelle couleur paraît-il ?
Écran
★☆☆À la loupe, un écran blanc montre des petits points rouges, verts et bleus. Pourquoi voit-on du blanc de loin ?
Imprimante
★☆☆Quelles encres utilise une imprimante couleur ? Pourquoi ajoute-t-on souvent une cartouche noire ?
Peinture
★★☆Un peintre mélange du bleu cyan et du jaune. Quelle couleur obtient-il ? Justifier.
Tee-shirt
★★☆Un tee-shirt paraît magenta en lumière blanche. Quelle couleur a-t-il en lumière verte ? En lumière rouge ?
Cônes
★★☆Une lumière jaune monochromatique ($580$ nm) et une superposition de rouge et de vert paraissent identiques. Pourquoi ?
Daltonisme
★★☆Une personne dont les cônes sensibles au vert ne fonctionnent pas : quelles couleurs confond-elle ?
Objet blanc
★☆☆Quelle couleur paraît une feuille blanche éclairée en lumière bleue ? Une feuille noire en lumière blanche ?
Spectre d'absorption et couleur
★★★Une solution absorbe surtout vers $620$ nm (orangé-rouge). Quelle est sa couleur perçue ? (Utiliser les couleurs complémentaires.)
Projecteurs de scène
★★☆Sur scène, un acteur habillé de blanc est éclairé par un projecteur rouge et un projecteur vert. De quelle couleur apparaît son costume ?
Filtre et lumière colorée
★★☆On éclaire un filtre magenta avec une lumière jaune. Que sort-il ?
Soustractive complète
★★☆Pourquoi la superposition des trois filtres cyan, magenta et jaune donne-t-elle du noir ?
Couleur d'une feuille verte
★★☆Pourquoi les feuilles des plantes sont-elles vertes ? Quelles radiations utilisent-elles pour la photosynthèse ?
Code RVB
★★☆Sur ordinateur, une couleur est codée par trois nombres de $0$ à $255$ (R, V, B). Quelles couleurs correspondent à $(255, 255, 0)$, $(0, 255, 255)$ et $(255, 255, 255)$ ?
Éclairage d'un magasin
★★☆Pourquoi les bouchers éclairent-ils parfois la viande avec une lumière légèrement rosée ?
Vrai ou faux
★★☆a) La couleur d'un objet ne dépend pas de la lumière qui l'éclaire. b) Rouge + vert + bleu (lumières) = blanc. c) Un filtre rouge transmet la lumière verte.
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