exposé couleurs

http://www. cnrs. fr/cw/dossiers/doschim/decouv/couleurs/coul _phy_coul_chim. html Intro : La notion de couleur paraît a priori évidente, même un enfant est capable de distinguer le jaune du bleu. Pourtant, le problème n’est pas simple et deux questions fondamentales se posent ; qu’est-ce que la couleur et comment la représenter ? pour Aristote, la couleur naît d’un mélange de blanc et de noir et pendant des siècles cette idée fausse sera la théorie officielle.

Il fallut attendre le XVIIe siècle avec Isaac Newton pour s’apercevoir que la lumière blanche était en fait formé de l’ensemble des ayonnements monochromatiques qui composent l’arc-en- Swipe to page ciel. Et encore cette combattue pendant brlllants que Goethe, La représentation de Comment définir un or 15 Sni* to View ait évidente, sera rveaux aussi problème délicat. eil humain est capable d’en discerner plusieurs milliers ! Heureusement, la découverte de la trichromie permet de rationaliser ce problème et de limiter considérablement le nombre de paramètres.

Utilisée depuis le début du XVIIIe siècle par des imprimeurs tels que Jacques-Christophe Leblond, la trichromie a reçu sa confirmation avec la mise en évidence, il y a une cinquantaine ‘années, des 3 types de cônes qui tapissent la rétine. De nombreux systèmes de référence ont été établis, tels que le diagramme de chromaticité défini en 1931 par la Commission Internationale de l’Éclairage. Ils permettent de définir rigoureusement une couleur à l’aide de 3 paramètres comme I la teinte, la saturation et la luminosité.

Couleurs physiques et couleurs chimiques La sensation de couleur fait en fait intervenir 3 partenaires; la lumière, l’objet coloré et l’oeil de l’observateur. Elle est liée ? la modification de la lumière blanche, qui contient toutes les ouleurs, lors de son interaction avec l’objet. Cette interaction rayonnement-matière se produit lorsque la lumière entre en contact avec l’objet, c’est-à-dire lors du choc « rayonnement- matière ». Selon les cas, on peut distinguer deux types de collisions, élastiques et inélastiques.

Chocs élastiques et couleurs physiques Les chocs élastiques se produisent lorsqu’il n’y a pas d’échange d’énergie entre le rayonnement et la matière. Ils donnent naissance à ce que lion appelle les « couleurs physiques » qui sont liées à la structure intime de la matière. De tels chocs entraînent toujours une diminution de la vitesse e propagation de la lumière ce qui permet de définir l’indice optique comme le rapport de ces vitesses dans le vide et dans la matière. Une partie du rayonnement est aussi déviée de sa direction initiale.

Cest la diffusion dont l’importance dépend des dimensions respectives de la lumière et de l’objet diffusant. Lorsque celui-ci est petit, la diffusion Rayleigh, est responsable de la couleur bleue du ciel. par contre, lorsque la taille de l’objet augmente, on observe des phénomènes plus complexes (diffusion de Mie) qui peuvent conduire à l’opalescence puis ? l’opacité complète. Des processus d’interférences se produisent orsque l’on a une relation particulière entre la longueur d’onde du rayonnement et la périodicité du matériau.

Ces interférences 15 particulière entre la longueur d’onde du rayonnement et la périodicité du matériau. Ces interférences conduisent aux diagrammes de diffraction lorsque la lumière est monochromatique (diffraction de Bragg, nk = 2dsin3). Elles conduisent à des phénomènes d’iridescente avec de la lumière blanche. Ce processus conduit aux couleurs physiques que l’on trouve dans de nombreux systèmes naturels : opales, nacres, ailes de papillons, plumes d’oiseaux, … Chocs inélastiques et couleurs chimiques Les chocs inélastiques entraînent un échange d’énergie entre le rayonnement et la matière.

Ils sont responsables de la plupart des processus de coloration que nous connaissons et ne se produisent que lorsque l’on a une relation rigoureuse entre l’énergie que transporte le rayonnement et celle que la matière est capable d’échanger. Ce processus, lié à la nature quantique de la matière, met en jeu le mouvement des électrons au sein du matériau. Il conduit aux trois phénomènes élémentaires : l’absorption, l’émission spontanée et l’émission stimulée. ?? L’absorption est responsable de la couleur conférée par les pigments et les teintures. émission spontanée se manifeste sous forme d’émission de lumière : écran de télévision, bioluminescence, marqueurs fluorescents, • L ‘émission stimulée est mise en jeu lors de la réalisation des lasers. Un peu d’histoire L’utilisation de la couleur remonte aux origines de l’humanité. Depuis la préhistoire jusqu’à nos jours la maitrise de la couleur a été un souci constant de nos civilisations. Ily a 30 000 ans déjà, l’homme des cavernes utilisait des pigments naturels pour éaliser les fresques qui ornaient les p des cavernes utilisait des pigments naturels pour réaliser les fresques qui ornaient les parois des grottes.

Au siècle de l’image, la couleur reste toujours un sujet d’actualité. La recherche de nouveaux luminophores pour la réalisation des écrans de visualisation connaît actuellement un développement scientifique et technologique rapide. L’histoire de la couleur est donc intimement liée à celle de l’humanité. L’analyse des peintures rupestres montre ainsi que la diversité des couleurs obtenues avec les ocres naturelles était liée à la maîtrise du feu. Les oxydes de fer passaient progressivement du jaune de la goethite (FeOOH) au rouge de l’hématite (Fe203) lorsqu’ils étaient chauffés à plus haute température.

L’addition de bois vert dans le foyer engendrait une atmosphère réductrice qui transformait l’oxyde en magnétite noire (Fe304). Cette technique a connu son apogée avec les anciens Grecs comme le montrent les superbes vases exposés dans nos musées. Pendant longtemps, l’homme a utilisé des pigments naturels d’origine minérale (bleu du lapis lazuli, cinabre vermillon HgS), animale (pourpre du murex, carmin de cochenille) ou végétale rouge garance, bleu indigo). La véritable révolution a eu lieu dans la deuxième moitié du XIXe siècle avec la synthèse de la mauvéine par Henry Perkin en 1856.

Là encore, la couleur a joué un rôle fondamental dans l’évolution de la société. En quelques années, l’apparition des colorants de synthèse a ruiné les cultures traditionnelles de garance et d’indigo. Cette nouvelle chimie organique a rapidement dépassé le simple cadre des colorants pour initier des techniques nouvelles telles que la chimiothérapie et 5 simple cadre des colorants pour initier des techniques nouvelles elles que la chimiothérapie et conduire au développement de l’industrie chimique européenne. expose • http://www. assistancescolaire. om/eleveue/physique-chimie /reviser-une-notion/les-couleurs 4ps102 Les couleurs La plupart des objets qui nous entourent sont colorés ; pourtant, la lumière du Soleil semble incolore. Comment expliquer ce phénomène ? Réponse : la lumière du Soleil n’est pas incolore ; sa lumière blanche résulte de la combinaison de toutes les couleurs visibles. Les objets colorés ne fabriquent pas leur propre lumière ; ils diffusent une partie de la lumière qu’ils reçoivent. Mais qu’est- ce qu’une couleur et comment la perçoit-on ? peut-on capter la lumière et l’utiliser ? l.

La composition de la lumière blanche • C’est Isaac Newton, à la fin du xviie siècle, qui montra le premier que la lumière blanche est cam osée de plusieurs couleurs, celles de l’arc-en-ciel. PAGF s 5 en passant par le jaune et le vert. Quatre couleurs prédominent : le jaune et les trois couleurs fondamentales. Zoom 3. Les trois couleurs fondamentales • Le rouge, le vert et le bleu sont les couleurs fondamentales. Elles correspondent aux trois couleurs auxquelles les récepteurs umineux de la rétine sont sensibles et donc aux seules couleurs enregistrées par l’œil. ?? Dans un poste de télévision, on trouve des émetteurs lumineux correspondant à ces trois couleurs. Placés sur la surface intérleure de l’écran, ils suffisent à créer n’importe quelle couleur. Il. Les couleurs d’un objet 1. un objet blanc • Un objet blanc éclairé par une lumière blanche diffuse toute la lumière qu’il reçoit. Comme il renvoie de la lumière blanche, il nous apparait blanc. • Si le même objet est éclairé par une lumiere rouge, il ne peut diffuser que du rouge. Il apparait alors en rouge. La couleur d’un objet dépend de la couleur de la lumière qui l’éclaire. renons un autre exemple concret : une voiture dont la carrosserie est vue bleue à la lumière du jour, devient quasiment noire dans un tunnel éclairé par des lampes émettant une lumière jaune. 2. La synthèse additive de la couleur • Si nous éclairons une feuille blanche avec un faisceau de lumière rouge et un faisceau de lumière verte, la surface de la feuille où se recouvrent les deux faisceaux est jaune. On a ainsi réalisé la synthèse additive de deux couleurs, le vert et le rouge, pour en obtenir une troisième, le jaune. ??? La superposition du bleu et du vert donne le cyan, la superposition du bleu et du rouge donne le magenta. • Si l’on fait la synthèse des trois couleurs fondamentales, on obtient du bla 6 5 donne le magenta. obtient du blanc. 3. un objet coloré • Un objet éclairé par une lumière blanche est coloré s’il ne diffuse qu’une partie de la lumière reçue. Si l’objet est vert, c’est parce qu’il ne diffuse que la composante verte de la lumière blanche. Les autres composantes de la lumiere sont absorbées par l’objet. Un objet éclairé en lumière blanche a la couleur de la lumière qu’il iffuse. ?? un objet est nor parce qu’il ne diffuse aucune composante de la lumière blanche : il absorbe tout et n’émet aucune lumière. • un filtre transparent coloré éclairé en lumière blanche laisse passer seulement une partie des couleurs et absorbe le reste. Un filtre vert laissera passer principalement les radiations vertes. III. Aspect énergétique 1. Une source de lumiere est un objet qui transforme une forme d’énergie en énergie lumineuse • Par exemple l’ampoule électrique transforme l’énergie électrique en énergie lumineuse. L’énergie lumineuse est ransportée par la lumière. 2. Que devient cette énergie ? ?? Les objets éclairés absorbent et aussi diffusent la lumière. Nous avons vu précédemment qu’un objet noir absorbait la lumière, l’énergie lumineuse qu’il reçoit est transformée en chaleur. Un objet noir éclairé s’échauffe davantage qu’un objet clair, on peut le vérifier en comparant la variation de température de deux thermomètres, dont les réservoirs ont été recouverts de papier blanc pour l’un et de papier noir pour l’autre. Des vêtements blancs sont plus agréables à porter lorsqu’il fait chaud ! Les apteurs solaires d’un chauffe-eau solaire sont sombres, l’énergie lumineuse 7 5 lorsqu’il fait chaud !

Les capteurs solaires d’un chauffe-eau solaire sont sombres, l’énergie lumineuse transformée en chaleur chauffe l’eau qui circule dans des canalisations placées sous les panneaux. ‘énergie lumineuse peut aussi être transformée en énergie électrique par des photopiles. Les photopiles sont assemblées et constituent des panneaux photovoltai@ues. La production d’électricité photovoltaïque a vocation à se développer, c’est une énergie propre, renouvelable. Les applications sont variées, es panneaux salaires ne sont plus seulement utilisés dans des sites isolés.

Centrales photovoltaïques et panneaux sur les habitations sont reliés au réseau électrique et contribuent ainsi ? la production électrique. http://www. physique-chimie-lycee. fr/cours-premiere-s-physique /lum02_2-synthese-additive. html Qu’est-ce que la synthèse additive ? On réalise une synthèse additive lorsqu’on supperpose plusieurs faisceaux de lumières colorées. Les couleurs primaires Les couleurs primaire sont les couleur de base qui permettent de reproduire toutes les couleurs qui peuvent être perçues par l’oeil umain.

Ily a trois couleurs primaires: le rouge, le vert et le bleu, qui correspondent aux couleurs auxquelles sont sensibles les trois type cônes présents dans la rétine de l’oeil humains. Les couleurs obtenue par synthèse additive Si l’on superpose des faisceaux d’intensités égales on peut obtenir: – la couleur blanche avec uge, une verte et une PAGF 15 bleue et une lumière verte – La couleur magenta avec une couleur bleu et une couleur rouge – La couleur jaune avec une couleur verte et une couleur rouge Schéma: synthèse additivedes couleurs Les couleurs complémentaires

On dit qu’une première couleur est complémentaire d’une deuxième si en associant leur deux spectres on retrouve le spectre de la lumière blanche. La couleur complémentaire du rouge est donc le cyan. La couleur complémentaire du bleu est jaune. La couleur complémentaire du vert est le magenta. Si l’on réalise une synthèse additive avec une couleur et sa couleur complémentaire on obtient donc une lumière blanche. Les écrans des appareils et la synthèse des couleurs Les écrans d’ordinateur de télévision et de téléphone réalisent une synthèse additive. écran comporte de petits pixels eux même composés chacun de trois sous pixels qui peuvent prendre une couleur verte, bleue ou rouge ( les couleurs primaires). Ces sous pixels sont si petits que l’oeil humain ne les distingue pas mais perçoit la superposition des lumières qu’ils émettent. Lumière et couleur l. Source de lumière 1. Définition Une source de lumière est un objet qui produit la lumière qu’il 2. Source monochromatique Définition: Une source de lumière est monochromatique si le spectre de la lumière qu’elle émet ne résente qu’une seule raie.

Une source de lumière m est caractérisée par 5 de lumière est polychromatique si le spectre de la lumière qu’elle émet présente plusieurs raies. Une source de lumière polychromatique est caractérisée par plusieurs fréquences, donc plusieurs longueurs d’onde dans le vide. Spectre de la lumière émise par une lampe à vapeur de sodium Spectre de la lumière émise par une lampe à vapeur de mercure 4. Exemples de sources lumineuses Le Soleil est une source lumineuse d’origine naturelle. Le spectre de la lumière solaire est continu.

La lumière blanche du Soleil est une lumière polychromatique spectre continu) Autres exemples de sources lumineuses: Les étoiles Les lampes à incandescence Les lampes à vapeur Les lasers Les tubes fluorescents Les diodes électroluminescentes Il. Couleur des corps chauffés 1. Ondes lumineuses Définition: Une onde lumineuse est une vibration de nature électromagnétique. Elle est caractérisée par sa fréquence notée Remarque: Période et fréquence sont liés par la relation 1 T avec {v : fréquence de l’onde (Hz) T: période de l’onde (s) Définition: On appelle longueur d’onde (notée À ) la distance parcourue par l’onde pen