Lumière et couleurs – Dispersion de la lumière

Lumière et couleurs -La dispersion de la lumière

I

La dispersion de la lumière blanche

1. Expérience

On dirige un faisceau de lumière blanche vers la face d’un prisme.

2. Observation

Sur l’écran, on obtient plusieurs lumières colorées (un arc-en-ciel).

3. Interprétation

Lorsqu’un faisceau de lumière blanche passe à travers un prisme, la lumière est décomposée en plusieurs couleurs. On appelle cela le spectre continu de la lumière blanche.

4. Conclusion

La lumière blanche est composée d’une infinité de lumières colorées allant du violet au rouge.

Le spectre continu de la lumière blanche est le suivant :

Violet
Indigo
Bleu
Vert
Jaune
Orange
Rouge

II

La lumière monochromatique

Un filtre coloré permet d’obtenir une lumière colorée, il ne transmet que la lumière de sa propre couleur et absorbe les autres couleurs.

Exemple : Un filtre rouge laisse passer une lumière rouge.

1. Expérience

On dirige un faisceau de la lumière rouge vers la face d’un prisme.

2. Observation et conclusion

  • Un filtre ne laisse passer qu’une seule couleur.
  • La lumière à l’issue du filtre coloré ne se disperse pas à travers un prisme, c’est une lumière monochromatique.

III

La synthèse de la lumière blanche

On met en rotation rapide un disque de Newton (disque en carton sur lequel se trouvent des secteurs aux couleurs de l’arc-en-ciel).

Disque immobile
 
Disque en rotation rapide
Lumière blanche

Conclusion : Lorsque le disque tourne, les différentes lumières se superposent et la lumière semble blanche. C’est la synthèse de la lumière blanche.

La superposition des lumières colorées

Par la superposition de lumières rouge, verte et bleue, on obtient une lumière blanche.

Les trois lumières colorées rouge, verte et bleue sont appelées couleurs primaires.

La superposition de deux lumières primaires donne les couleurs jaune, cyan et magenta qui sont appelées couleurs secondaires.

Remarque

La superposition des trois couleurs secondaires absorbe la lumière blanche et donne la lumière noire. C’est la synthèse soustractive.

La superposition de deux couleurs secondaires donne l’une des couleurs primaires.

IV

La couleur d’un objet

1. Expérience

On éclaire des objets de couleurs différentes avec des lumières colorées bleue, verte, et blanche.

2. Observation

Lumière colorée / Couleur de l’objetBlancBleuVerte
JauneJauneNoirVerte
VertVertNoirVert

3. Conclusion

  • La couleur d’un objet dépend de la lumière qui l’éclaire. Cet objet peut :
    • Absorber la lumière
    • Diffuser la lumière
  • Un objet coloré diffuse sa couleur et absorbe toutes les autres couleurs.
  • Un objet blanc est un objet qui diffuse toutes les lumières colorées ; il n’absorbe rien.
  • Un objet noir est un objet qui ne diffuse aucune couleur : il absorbe toutes les lumières colorées.

 

Conclusion générale

La lumière blanche est composée d’une infinité de lumières colorées. Sa dispersion à travers un prisme révèle le spectre continu des couleurs de l’arc-en-ciel. La lumière monochromatique ne se disperse pas, et la couleur d’un objet dépend à la fois de sa nature et de la lumière qui l’éclaire.

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