Physique-chimie : les couleurs

Classe 1 enseignement de spécialité                                                               année 2019/2020

                                                          Chapitre  1 :   Couleurs

1. La perception des couleurs par l’œil

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Les objets que l’œil perçoit se forment sur la rétine.  La rétine est composée de 2 types de capteurs :    - les bâtonnets qui ne sont sensibles qu’à l’intensité lumineuse      

                     - les cônes qui ne sont sensibles qu’à la couleur des objets.  Il existe 3 types de cônes :  le premier type détecte la couleur bleue ; le second la couleur verte ;   le troisième la couleur rouge. La perception des couleurs par l’homme utilise le principe de la trichromie (obtention de toutes les couleurs possibles à partir des 3 couleurs : verte, bleue, rouge). Les informations lumineuses sont envoyées au cerveau par l’intermédiaire du nerf optique

1. Obtention des couleurs par synthèse additive

Thomas Young (1773, 1829) médecin et physicien anglais démontre qu’on peut obtenir toutes les couleurs en superposant 3 lumières colorées, rouge, verte et bleue, chacune ayant une intensité donnée. Ces 3 couleurs sont appelées couleurs primaires. En réglant l’intensité de ces 3 couleurs et en les superposant on peut également obtenir du blanc. La synthèse additive des couleurs correspond à l’obtention de n’importe quelle couleur à partir des 3 couleurs primaires.

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Deux couleurs sont dites complémentaires si leur synthèse additive donne du blanc. L’œil utilise ce principe ce qui nous permet de synthétiser toutes les couleurs de l’arc en ciel.

Spectre d’émission de la lumière blanche :

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Remarque : les écrans d’ordinateurs ou de téléphones portables sont constitués à partir de pixels (sur un iPhone 640 pixels en longueur et 480 pixels en largeur). Chaque pixel comporte 3 luminophores très proches ; un de couleur bleu, le second de couleur rouge, le troisième de couleur verte. Chaque luminophore possède une intensité lumineuse précise. Chaque pixel va donc produire une lumière colorée par synthèse additive. L’ensemble des pixels va fournir une image sur l’écran

1. Synthèse soustractive des couleurs :

La synthèse soustractive est l’obtention de n’importe quelle couleur à partir de l’absorption des couleurs composant le blanc. Pour obtenir n’importe quelle couleur sur un écran il suffit de faire traverser la lumière blanche à travers un filtre coloré. Par exemple, si le filtre est de couleur cyan (bleue claire), toutes les couleurs composant la lumière blanche sont absorbées sauf le cyan ! A partir de trois filtres cyan, magenta (mélange de rouge et de bleu), et jaune ( R+ V)on obtient toutes les couleurs. Ces trois couleurs sont appelées couleurs primaires de la synthèse soustractive. En superposant les trois filtres correspondant aux trois couleurs primaires on obtient le noir. Le noir correspond à l’absence de couleur. Deux couleurs sont dites complémentaires si leur synthèse soustractive donne du noir.  

Application : l’imprimerie, la peinture. • L'impression utilise la synthèse soustractive : les encres utilisées se comportent comme des filtres qui absorbent les lumières colorées de la lumière blanche diffusée par Ie support.

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Remarque : un filtre coloré est un objet transparent qui absorbe une partie de la lumière  qui

le traverse.

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Couleur de la lumière transmise par la superposition de deux filtres :

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Exemple d’impression en couleur

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1. La couleur des objets :

1. Diffusion, absorption, transmission

La diffusion est observée lorsqu’un objet éclairé renvoie dans toutes les directions tout ou partie de la lumière qu’il reçoit.