La lumière et les couleurs
Objectifs pédagogiques
- Comprendre la nature de la lumière
- Connaître le spectre lumineux
- Expliquer la formation des couleurs
Situation d'apprentissage
Pourquoi voyons-nous les objets colorés ? Comment se forme un arc-en-ciel ?
Le cours
La lumière
Nature de la lumière
La lumière est une onde électromagnétique qui se propage en ligne droite.
Caractéristiques : - Vitesse : c = 300 000 km/s (dans le vide) - Peut se propager dans le vide - Se réfléchit sur les surfaces - Se réfracte en changeant de milieu
Sources de lumière
Sources primaires : - Produisent leur propre lumière - Exemples : Soleil, lampe, bougie, étoiles
Sources secondaires : - Réfléchissent la lumière - Exemples : Lune, objets éclairés
Le spectre lumineux
Décomposition de la lumière blanche :
Avec un prisme, la lumière blanche se décompose en :
🔴 Rouge 🟠 Orange 🟡 Jaune 🟢 Vert 🔵 Bleu 🟣 Indigo 🟣 Violet
Mnémo : Rouge Orange Jaune Vert Bleu Indigo Violet
L'arc-en-ciel
Formation : 1. Lumière du soleil traverse les gouttes de pluie 2. Réfraction en entrant dans la goutte 3. Réflexion à l'intérieur de la goutte 4. Réfraction en sortant de la goutte 5. Séparation des couleurs (dispersion)
Conditions : - Soleil derrière l'observateur - Pluie devant l'observateur - Angle d'environ 42°
Les couleurs des objets
Un objet coloré : - Absorbe certaines couleurs - Réfléchit d'autres couleurs
Exemples :
Tomate rouge : - Absorbe : vert, bleu, violet - Réfléchit : rouge → Nous voyons rouge
Feuille verte : - Absorbe : rouge, bleu - Réfléchit : vert → Nous voyons vert
Objet blanc : - Réfléchit toutes les couleurs → Nous voyons blanc
Objet noir : - Absorbe toutes les couleurs → Nous voyons noir
Synthèse des couleurs
Synthèse additive (lumières) :
Couleurs primaires : 🔴 Rouge + 🟢 Vert + 🔵 Bleu
Mélanges : - Rouge + Vert = Jaune - Rouge + Bleu = Magenta - Vert + Bleu = Cyan - Rouge + Vert + Bleu = Blanc
Synthèse soustractive (pigments) :
Couleurs primaires : 🔵 Cyan + 🟣 Magenta + 🟡 Jaune
Mélanges : - Cyan + Magenta = Bleu - Cyan + Jaune = Vert - Magenta + Jaune = Rouge - Cyan + Magenta + Jaune = Noir
Applications
Télévision / Écrans : - Pixels avec 3 couleurs : Rouge, Vert, Bleu (RVB) - Synthèse additive
Impression / Peinture : - Encres : Cyan, Magenta, Jaune, Noir (CMJN) - Synthèse soustractive
Vêtements traditionnels ivoiriens : - Pagnes colorés : pigments naturels ou synthétiques - Couleurs vives obtenues par teinture
La vision
L'œil humain : - Cellules sensibles aux couleurs : cônes - 3 types de cônes : rouge, vert, bleu - Perception des couleurs par combinaison
Daltonisme : - Déficience de perception des couleurs - Le plus courant : confusion rouge-vert - Touche environ 8% des hommes, 0,5% des femmes
Points clés à retenir
- Lumière = onde électromagnétique
- Spectre : 7 couleurs (arc-en-ciel)
- Objet coloré réfléchit sa couleur
- Synthèse additive (lumières) ≠ soustractive (pigments)
Exercice
On éclaire un objet rouge avec une lumière bleue. Quelle couleur voit-on ? Expliquer.
Voir la correction
Solution :
Analyse :
-
L'objet rouge : - Réfléchit uniquement le rouge - Absorbe toutes les autres couleurs (vert, bleu, etc.)
-
Lumière bleue : - Ne contient que du bleu - Pas de rouge
-
Interaction : - L'objet rouge absorbe le bleu - Aucune lumière n'est réfléchie
Résultat : L'objet apparaît noir car aucune lumière n'est réfléchie vers nos yeux.
Réponse : L'objet apparaît noir
Principe général : Pour voir la couleur d'un objet, la lumière éclairante doit contenir cette couleur.
Quiz d'auto-évaluation
La vitesse de la lumière dans le vide est :
- "300 000 km/s"
- 3 000 km/s
- 30 000 km/s
- 3 000 000 km/s
Réponse
"300 000 km/s"
Un objet qui absorbe toutes les couleurs apparaît :
- Blanc
- "Noir"
- Gris
- Transparent
Réponse
"Noir"
Les couleurs primaires de la lumière sont :
- "Rouge, Vert, Bleu"
- Rouge, Jaune, Bleu
- Cyan, Magenta, Jaune
- Rouge, Vert, Jaune
Réponse
"Rouge, Vert, Bleu"
Vidéos pour approfondir
Ouvrir dans l'application (suivi de progression, quiz interactifs)