Cours De Physique: les couleurs

Les couleurs perçues

Qu'est ce qu'une couleur ?

La couleur correspond à la sensation perçue par le cerveau lorsque l'oeil lui transmet le signal d'une lumière correspondant à un intervalle donnée de longueur d'onde.

Les différentes couleurs du spectre de la lumière blanche

Le spectre de la lumière blanche comporte l'ensemble des longueurs d'onde pouvant être perçues par l'oeil. On distingue six couleurs spectrales: le violet, le bleu, le vert, le jaune, l'orange et le rouge.

Il existe cependant d'autres couleurs qui ne sont pas spectrale et qui peuvent être obtenues par combinaison de lumières de différentes longueurs d'onde.

Le mécanisme de perception de la vision

La rétine située au fond de l'oeil est tapissée de million de cellules photosensibles. La nuit ce sont les cellules en forme de batonnet qui sont actives mais la vision diurne fait appel à des cellules dites coniques. Il existe trois sortes de cône et chacun est sensible à un intervalle de longueurs d'onde différent: les premiers sont sensibles aux longueurs d'onde correspondant au rouge, les seconds au vert et les troisièmes au bleu.

Le daltonisme

Le daltonisme, mis en évidence par John Dalton, est un défaut qui affecte l'un des trois types de cône qui ne détecte par correctement la lumière. La forme la plus courante est celle qui empêche la distinction entre les couleurs rouge et vertes.

La synthèse additive des couleurs

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 humain. Il y 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 une lumière rouge, une verte et une bleu.

- La couleur cyan avec une lumière 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. Un 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.

La synthèse soustractive des couleurs

Qu'est-ce qu'une synthèse soustractive ?

On réalise une synthèse soustractive lorsqu'on supprime une partie du spectre d'une lumière afin d'obtenir une couleur différente.

Comment réaliser une couleur une synthèse soustractive ?

Pour supprimer une partie du spectre d'une lumière on peut utiliser des filtres coloré . Un filtre absorbe une partie du spectre de la lumière blanche et laisse passer les lumières appartenant à l'autre partie du spectre. Plus précisément un filtre laisse passer les lumières de longueur d'onde correspondant à sa couleur mais absorbe les autres.

Par exemple:

- Un filtre rouge laisse passer la lumière rouge mais absorbe la lumière complémentaire ( le cyan qui est un mélange de lumière bleue et verte )

- Un filtre vert laisse passer la lumière verte mais absorbe la lumière complémentaire ( le magenta qui est un mélange de rouge et bleu )

- Un filtre cyan laisse passer la lumière cyan ( donc le bleu et le vert ) mais absorbe le rouge

Les couleurs primaires

Les couleur primaires de la synthèse soustractive sont différentes de celle de la synthèse additive. Il s'agit des couleurs cyan, magenta et jaune.

Les couleurs obtenue par synthèse soustractive

Si l'on place sur le trajet d'une lumière blanche plusieurs filtres correspondant à une couleur primaire on obtient les couleurs suivantes:

- noire avec des filtres cyan, magenta et jaune.

- rouge avec des filtres magenta et jaune.

- vert avec des filtres jaune et cyan

- bleu avec

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