[PDF] Physique-Chimie – Première partie – Images et couleurs – chapitre

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Physique-Chimie-Premièrepartie-Images etc ouleurs-chapitre1

Visionetcoule ur-Séance 1

Compétencesexigibles

•Pratiquerunedémarcheexpéri mentalepe rmettant d'illustreretcomprendrelesnotionsde couleur sdes objets; •Utiliserlesnotionsdecoule urblanche etdecouleurs complémentaires; •Prévoirlerésultatde lasupe rpositiondelumièresco- loréesetl'e etd'un ouplusieursfi ltr escoloréssurune lumièreincidente; •Distinguerlessynthèsessoustr activeetadd itive; •Interpréterlacouleurobservéed'unobj etéclai réà partirdecellede lalumi èreincidente; •Connaîtreleprincipeopti queàl abasedufonctionne- mentd'unécran d'ordinateur.

Chapitre1-Visionetcouleu r

1Activitéexpérimentale- Synthèsedelumièrescolorées

1.1Synthèseadditive

Onsouhai tecréerdenouvelles couleursavecundi spositi f projetantsurunécranblancle stroislumi èrescol orées primaires:rouge,verteetble ue.

Fig.1-Sourcelumineuseà miroirs.

Vousdispose zdesixdiapositivescoloré es.Tri ezces diapositives,afind'isolerlestroisdiapos itives qui correspondentauxtroiscouleursprimaires rouge, bleueetvert.Lesd iapositi vesindiquéesmage nta, cyanetjaune serontu tilisédansun deuxièmetemps.

Placerunediapositi vedechacu nedestroiscouleurs

primairessurchacunedestroi ssortiesdu faisceau lumineux. Projetersimultanémentsur l'écranblancdeuxdes lumièrescolorées. E ectuertouteslescomb inaisonspossible setles noter: Placerl'étoiledes couleurscomplémentaires alterna- tivementdanschacundesfaisc eauxcolorésr ouge, vertetbleu. Observ erbiensoigneuseme ntlacouleur apparentedescouleurssecon dairescyan ,magenta etjaune ,respectivement .Notervosobservations. a.Pourquoiutiliseruné cranblanc? tifierlaréponse. Noterlescoul eursobserv éesparsynthèseadditive danslescer cles(repr ésentantsdesfaisceauxde lu- mière)enfigure2ci-ap rès. Àfai replustard:le scolorier,enp renantgardeà nepasdé border! (distributionde"bonspoints » lorsduproc haincour s).

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1.2Synthèsesoustractive

Ôterlesdiaposi tivespréc é-

dentesetobserverla couleur ré- siduellelorsquel'onplacesu rle trajetdelalumière deuxdi apo- sitivesdesynthèsesous tractiv e. E ectuertouteslescomb inai- sonspossibl esetlesnoter:

Noterlescoul eursobserv ées

parsynt hèsesoustractivedans lesrectangl es(représentantsles faisceauxlumineuxaprèstr a- verséedesfiltres)en figure3 ci-dessus. Àfai reaubureau:spe ctr esd'absorbancedes filt resdelasynthèsesoustracti ve.

1.3Conclusion

ceauxdecouleur sprimai resvert,rougeetbleu?De queltypedesy nthèses'agit- il? d.Qu'observe-t-onlorsquel'onsuperposetroisfilt res decoule urssecondairescyan,jaune etmagenta?De queltypedesy nthèses'agit- t-il?

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2Activitéexpérimentale -Lespixelsdel'écran(avecChroma)

AllumerlePC,ouvrirvot reses sion.

Lancerlelogiciel "Chroma ».Silelogicielnese

chargepas,ouvri rlePDFmont rantunecapture d'écrandesdi

érentesétapes(lelogiciel nefonc-

tionnequ'unefoiss urtroissurleréseau) . Sélectionner"Caractéristiquesd'une coul eur»pour "Teinte».

Cliquersur"Rouge»ourégle rlespource nt ages

afind'av oir100%derouge(attention ,le0%e sten hautetle100 %esten bas!).O bserv erlazonerou ge del'éc ranàl'aided'unobjecti fou d'unoculairede microscope,tenuàquelquesmill imètresdel'é cran (aide:vousl'u til isezcommeu neloupe,vousdevez voiruneimage agrandie).

Observations:

Recommenceravec"Vert»et"Bleu».

Observations:

Essayertouteslescombin aisons:"Vert»et" Bleu», "Ve rt»et"Rouge»,e t"R ouge»et "Bl eu».

Observations:

Essayeravectouteslesc ouleursà100%pu istoutes

lescouleu rsà0%.

Observations:

Sélectionner"Synthèsedescouleurs»p uis "Syn- thèseadditiveets oustractive».Permuterl acoche entrelesdeuxty pesdesynt hèse.Noterles trois couleursprimairesdanschaq uecas:

Cliquersur"Couleurdesob jets»pui ssu r"Ob-

jetscolorés».T outtesterenessa yantdep révoirle résultat.Encliquantsurled rapeau,v ouspouvez changerdedrapeau.Not eraumoin sdeuxrésultats particulièrementremarquables: Quitterleprogramme,ferme rvotre session,éteindre l'écrandel'ordinateu r.

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3Activitédocumentaire-Pri ncipedel'écranplatLCD

e.Qu'appelle-t-onpixelsurunécran? f.Quelrôlejouen tlescrist auxliquides? g.Commentunpixeld'uné cranLCD peut-ilêtreperç u rouge? h.Commentobtenirunpix elnoir? i.Chercherlesprincipalesdi !érencesentreunécran

LCDetu nécranO LED.

j.Présenterenquelqueslignesle fonction nementd'un pixeletletypede synthè semis enjeudansunéc ran plat.

Références

ère

S,Hachetteéducation.

4Activitédocumentaire-Comm entestperçuelalumièredansl'oeil?

C equi vaêtre abordé.Laré tinedansl'oeil:les cônesetlesbâton nets.La sensibil itédestroistypes decône s,surunspectre. Laconséque ncesur lavisiondes couleurs.Ladi

érenceentrecouleur spectraleetcoule ur

perçue. "Laréti ned'unoeilhumain estcouvert ed'environ130 millionsdephotorécepteu rs:125mi llionsdebâtonnets et5mil lion sdecônes,appelésainsid' aprèsle urforme. Lesbâton netssontresponsablesdela visionenn iveaux degris( ilsnesonts ensiblesqu' àl'int ensitélum ineuse), tandisquelescônes permette ntlavision descouleurs. Lescônes exigentuneint ensitélumineusere lativement importantepourremplirleurrôl e(c'estp ourquoiàla nuittombée,ond itquetousleschatsson tgri s).Lors- qu'uneradiationlumine useatteintlesphotoré cepteurs situésaufonddelarét ine ,ils'ypr oduitu neséri ede réactionsbiochimiquesm enantàlacréationd'impulsions électriques.Celles-cisontensuitetrans misesaucerveau vialenerf optique ,quilesinte rprètealorsseulementen

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termesdecouleur. Fig.4-Imageenfauss escoule ursdelarétine,pri se aum icroscopeélectroniqueàbalay age.Onyreconnaît lesdeuxty pesdephotoréce pteursdel'oeil: lescône s (envert) etlesbâtonnets(en beige) . Danslecasd' uneradi ationdon tlalongueurd'ondee st de700nm (nanomètre),parexemple,ledécodagep ar lecerv eaudesimpulsionsreç uesprocur elasensationde rouge.Enfait,àc haquelon gueurd'ondecor res pondune sensationcoloréedi

érente.

Si,àunel ongue urd'ondedon néecorrespondunecoul eur, l'inversen'estpastoujoursvrai. Prenonsparexemple lasen sationdejaunequenousavonse nrece vantune lumièredontlalongueurd'on desesitu eauvoisi nage de580nm :ce ttesensationpeutau ssirésulterdela perceptionsimultanéededeuxl umières,l'uneà700nm etl'aut reà530nm ,alor squecesde rnièrespr ocurent séparémentdessensationsderougee tdevertre spective- ment.Toutsepassec ommesil'oe ilétait unepalettequi mélangeaitlescouleurs. Lemê mephénomènee stàl'oeuvrelorsquenousregard ons leSolei l.Ilapparaîtblanc,alors quequi conqueavuun arc-en-cielsaitquelalumièresolair epossèdeun grand nombredelongueurs d'ondec orrespondantchacuneà unecouleu rperçuedi

érente.

Pourquoinotresystème visuelmélange -t-illescouleurs? Lar éponsen'estpasàcherc herdanslecerveau ,maisdu côtédelaré tine:p arcequ 'iln'existequetrois typ esde cônesetnonunem ultitu detel lequechacu ncorrespon- draitàunelongu eur d'ondevisi ble.

Fig.5-Lestrois typesdecônesS ,MetLtapissant

laréti nesontsensiblesàtr oisgammesdel ongueurs d'onde.Cellescorres pondantauxcônesMetLse recouvrentlargement.C'estpourq uoilecerveau procèdeparcomparaisondess ignauxlu iparvenantdes troistypesdec ônes. Techniquement,onditquelarétinedel'oeilaune ré- ponsespectral etrichromatique.Lestroistyp esdecônes responsablesdelaperceptiondescoul eursson tappelé sS, Met L:ilss ontr esp ectiveme ntsensibl esauxlongueurs d'ondecourtes("Sh ort»),moyennes("Me dium») et grandes("Long»). C'estThomasYoung[...]quile premie rprédit l'exis- tencedetroistype sdephot orécepteursc hezl'homme (lescônes).E n1807,ilentirelaconclus ionqu' ils u td e superposertroiscouleursconvenab lementchoisie spour créertouteslesau tres:lathéoriet richromatiq uedela synthèsedescouleursétaitn ée. Lescônes montrentparfois desdysfonctionnements. Leur partiephotosensib leestconstituéedeprotéinescodées chacuneparungène.Ils u td' uneperturbations ur l'undecesgène spourqu elaprotéi neetlecônecorr es- pondantssoientdéficie nts.Ledaltonismei llustrel'une decesan omalies.Les porteursdecettea ectionontun oupl usieurscônesdéfaillants.Laforme dedaltonisme laplus fréquentepri vel'observateurdescônesM,plus particulièrementsensiblesàdeslongueursd'ondecorre s- pondantauvert.Cest ype sdedaltoniensnep erçoivent lemond equ'àtravers desteintesb leuesetrouges,raison pourlaquel leilsconfondentlescouleu rsqueles individus normauxappellentr ougeetvert.» BernardValeur,Laco uleurdanstoussesétat s,BelinPourlaScience. k.Quelssontlesdeu xtypesdec elluless ensiblesàla lumièresurlarétine ? l.Quelssontlestroi stypesdec ônes?Àque llescou- leurssont-ilsappr oximativementleplusse nsibles? m.Pourquoipeut-ona"rmerquelacou leurperçu e n'estpasforcément lacoule urvéritablementémise?

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Physique-Chimie-Premièrepartie-Images etc ouleurs-chapitre1

Visionetcoule ur-Séance 2

1Commentcréerdescouleurs?

C equi vaêtre abordé.Ab- sorption,di usionoutrans- mission.Synthèseadditi veetsyn- thèsesoustractiv e.

1.1Lalumiè re,dela

sourceàl'oeil

Illustrercorrectementletrajet dela

lumièrelorsquel'oeilvo itlaballe.

Énoncezlesconditions devisi bilité

d'unobjet.

1................................

Absorption,réflexion,di

usionoutransmi ssion: quellesdi

érences?

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