Chapitre 3 de Physique : Couleurs des objets

Perception des couleurs

La vision des couleurs est assurée par des récepteurs de l’œil qui sont sensibles à trois couleurs : le rouge, le vert et le bleu. La vision humaine utilise donc le principe de la trichromie.
Deux catégories de récepteurs sont impliquées dans le processus de la vision humaine : les cônes et les bâtonnets. Les cellules sensibles aux couleurs sont les cônes, tandis que les bâtonnets sont sensibles à l’intensité lumineuse.

Synthèse des couleurs

Synthese additive

La synthèse additive est la superposition de sources lumineuses colorées.
Les couleurs primaires de la synthèse additive sont le rouge, le vert et le bleu. Les couleurs secondaires sont le jaune, le cyan et le magenta.
Deux couleurs sont complémentaires si leur synthèse additive donne du blanc. Autrement dit, une couleur complémentaire correspond à la couleur qui apparaî̂t lorsqu’il manque l’un des trois faisceaux utilisé́s pour faire la lumiè̀re blanche.
Exemple : le magenta est la couleur complémentaire du vert.
Deux couleurs compémentaires sont diamétralement opposées sur le schéma ci-contre.

Synthese soustractive

La synthèse soustractive est l’absorption cumulée de plusieurs lumières colorées.
Les couleurs primaires de la synthèse soustractive sont le cyan, le magenta et le jaune. Les couleurs secondaires sont le rouge, le vert et le bleu.
Deux couleurs sont complémentaires si leur synthèse soustractive donne du noir. Elles sont diamétralement opposées sur le schéma de la synthèse soustractive (ci-contre).
En peinture, chaque pigment ou colorant absorbe certaines couleurs. Le résultat est la synthèse soustractive de tous les pigments contenus dans la peinture utilisée.

Couleur intrinsèque et rôle de la lumière incidente

Définition de intrinsèque : Qui, de par sa nature, est lié d’une manière inséparable et nécessaire à une personne ou à une chose, indépendamment de tous les facteurs extérieurs (définition CNRTL).

Interaction lumière-matière

Phénomènes physiques mis en jeu :
Lorsqu’un objet est éclairé par une lumière incidente, celle-ci peut :

Remarque : si la lumière est renvoyée dans une seule direction, différente de la direction initiale, c’est le phénomène de réflexion.

Couleur spectrale et couleur perçue
Une couleur spectrale est une couleur que l’on peut trouver dans le spectre de la lumière blanche. Ainsi, une couleur spectrale correspond à une lumière dont le spectre ne contient qu’une seule radiation (c’est une lumière monochromatique).
Spectre de la lumière blanche La couleur perçue d’une lumière est l’impression visuelle qu’elle nous donne.

Une couleur perçue n’est pas spectrale si :

Remarque : l’œil n’est pas capable de déterminer si une couleur est spectrale ou non.
Exemple : une même couleur vert clair peut être issue d’une source laser (monochromatique) ou être le produit d’un mélange de rouge, vert et bleu (sur un écran d’ordinateur).

Couleur d’un objet
La couleur perçue d’un objet dépend :

Remarques :
Objet bleu éclairé en lumière cyan Application : reprendre l’animation du TP pour retrouver les résultats de la partie II.3. (notamment : objet cyan en lumière bleue et objet bleu en lumière cyan).

Méthode pour déterminer la couleur d’un objet (cf. animation)

Exemple : Une tomate rouge absorbe toutes les couleurs sauf le rouge. Eclairée en lumière magenta dont le spectre comporte des radiations rouges et bleues, la tomate est perçue rouge. Mais éclairée en lumière verte ou bleue, la tomate est perçue noire.

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