Physique-Chimie — Seconde

Lumière et couleurs — Introduction à l'optique — Seconde

Lumière blanche, spectres lumineux, absorption et émission, couleurs des objets.

Par ProfBot

Lumière et couleurs — Seconde Physique-Chimie

🎯 Objectif : Comprendre la nature de la lumière visible et l'origine des couleurs.


1. La lumière blanche

La lumière blanche est un mélange de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel.

Décomposition par un prisme : La lumière blanche se disperse en un spectre continu :


Rouge → Orange → Jaune → Vert → Bleu → Violet

Cela montre que le prisme réfracte chaque couleur différemment.


2. Longueurs d'onde

La lumière est une onde électromagnétique. Chaque couleur correspond à une longueur d'onde λ.

CouleurLongueur d'onde (nm)
Violet380–450
Bleu450–490
Vert490–570
Jaune570–590
Orange590–620
Rouge620–780

1 nm = 10⁻⁹ m


3. Sources lumineuses

Source primaire : produit sa propre lumière (Soleil, ampoule, écran) Source secondaire : diffuse la lumière reçue (Lune, feuille de papier)

Types de lumière :


4. Spectres d'émission

Spectre continu : toutes les longueurs d'onde sont présentes (solide chauffé)

Spectre de raies d'émission : raies colorées sur fond noir → gaz excité électriquement


5. Spectre d'absorption

Un gaz froid traversé par de la lumière blanche absorbe certaines longueurs d'onde.

Spectre d'absorption : raies sombres sur fond continu coloré

Correspondance : les raies d'absorption correspondent aux mêmes longueurs d'onde que les raies d'émission du même élément → identification des éléments dans les étoiles.


6. Couleur des objets

La couleur d'un objet dépend de la lumière qu'il diffuse (renvoie vers nos yeux).

Objet blanc : diffuse toutes les couleurs Objet noir : absorbe toutes les couleurs Objet rouge : diffuse le rouge, absorbe les autres couleurs Objet bleu sous lumière rouge : absorbera tout → apparaît noir !


7. Synthèse additive (lumières)

Pour les sources lumineuses :


Rouge + Vert = Jaune
Rouge + Bleu = Magenta
Vert + Bleu = Cyan
Rouge + Vert + Bleu = Blanc

Utilisé par : écrans TV, moniteurs, téléphones (pixels RVB)


8. Synthèse soustractive (pigments)

Pour les peintures/encres, chaque pigment absorbe certaines couleurs :


Jaune + Cyan = Vert
Jaune + Magenta = Rouge
Cyan + Magenta = Bleu
Jaune + Cyan + Magenta = Noir

Utilisé par : imprimantes (encres CMJ), peinture, teintures


📝 Exercices

  1. Un objet jaune est éclairé par une lumière bleue. Quelle est sa couleur apparente ? Justifier.
  2. Identifier les raies manquantes dans un spectre d'absorption : peut-on déterminer l'élément présent ?
  3. Mélanger de la peinture bleue et jaune. Quelle couleur obtient-on (synthèse soustractive) ?
  4. Un pixel d'écran émet R=0, G=255, B=0. Quelle couleur ?
  5. Pourquoi les feuilles des arbres sont-elles vertes ?

✅ À retenir


Lumière blanche = toutes les couleurs (380-780 nm)
Spectre continu : solide chaud
Spectre de raies : gaz excité → identification des éléments
Couleur d'un objet = lumière diffusée
Synthèse additive (lumières) : R+V+B = blanc
Synthèse soustractive (pigments) : J+C+M = noir

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