Lumière et couleurs – Dispersion de la lumière : exercices corrigés
📝Exercice 1 : Définitions essentielles
📚 Termes à définir :
Dispersion de la lumière
Définition : Phénomène par lequel la lumière blanche est décomposée en différentes couleurs lorsqu’elle traverse un milieu dispersif comme un prisme.
Exemple : L’arc-en-ciel est un phénomène naturel de dispersion de la lumière du soleil par les gouttes d’eau.
Spectre continu
Définition : Ensemble continu des couleurs obtenues par dispersion de la lumière blanche, allant du violet au rouge sans interruption.
Mémo technique : « Violet – Indigo – Bleu – Vert – Jaune – Orange – Rouge » ou « VIBGYOR » (acronyme anglais).
Lumière monochromatique
Définition : Lumière constituée d’une seule couleur qui ne se disperse pas lorsqu’elle traverse un prisme.
Obtention : On peut l’obtenir grâce à un filtre coloré ou un laser.
Filtre coloré
Définition : Dispositif qui ne transmet que la lumière de sa propre couleur et absorbe toutes les autres couleurs.
Résultat : Il permet d’obtenir une lumière monochromatique à partir d’une lumière polychromatique.
Synthèse additive
Définition : Phénomène par lequel la superposition de différentes lumières colorées produit une lumière blanche.
Démonstration : Le disque de Newton en rotation rapide montre ce phénomène.
Disque de Newton
Définition : Disque divisé en secteurs colorés aux couleurs de l’arc-en-ciel qui, lorsqu’il tourne rapidement, montre la synthèse de la lumière blanche.
Fonctionnement : La persistance rétinienne fait que notre œil mélange les couleurs lorsqu’elles se succèdent rapidement.
Objet diffusant
Définition : Objet qui renvoie (diffuse) la lumière qu’il reçoit dans toutes les directions.
Caractéristique : Sa couleur dépend de la lumière qu’il reçoit et des longueurs d’onde qu’il diffuse.
Couleur d’un objet
Définition : La couleur apparente d’un objet qui dépend de la lumière qui l’éclaire et de ses propriétés d’absorption et de diffusion.
Rappel : Un objet blanc diffuse toutes les couleurs, un objet coloré diffuse sa couleur, un objet noir absorbe toutes les couleurs.
Remarque : La couleur d’un objet dépend toujours de la lumière qui l’éclaire. Un objet qui apparaît rouge sous une lumière blanche peut apparaître noir sous une lumière verte !
❓Exercice 2 : Vrai ou Faux
📝 Affirmations à évaluer sur la dispersion de la lumière :
La lumière blanche est composée d’une infinité de lumières colorées allant du violet au rouge.
Un filtre rouge transmet toutes les couleurs de la lumière blanche.
Le spectre continu de la lumière blanche comprend les couleurs : violet, indigo, bleu, vert, jaune, orange, rouge.
Une lumière monochromatique se disperse en plusieurs couleurs lorsqu’elle traverse un prisme.
Le disque de Newton permet de démontrer la synthèse de la lumière blanche par superposition de couleurs.
Un objet blanc absorbe toutes les lumières colorées et ne diffuse rien.
La couleur d’un objet ne dépend pas de la lumière qui l’éclaire mais uniquement de sa propre nature.
L’arc-en-ciel est un phénomène naturel de dispersion de la lumière du soleil par les gouttes d’eau.
✏️Exercice 3 : Compléter les phrases à trous
📝 Liste des mots disponibles :
🔤 Phrases à compléter :
La __________ de la lumière est le phénomène par lequel la lumière blanche se décompose en différentes couleurs lorsqu’elle traverse un __________.
La lumière __________ est composée d’une infinité de lumières colorées allant du violet au rouge.
L’ensemble des couleurs obtenues par dispersion forme le __________ continu de la lumière blanche.
Un __________ coloré ne transmet que la lumière de sa propre couleur et absorbe les autres __________.
La lumière obtenue après un filtre coloré est une lumière __________ qui ne se disperse pas dans un prisme.
Le disque de __________ permet de démontrer la __________ de la lumière blanche.
Un objet coloré __________ sa couleur et __________ toutes les autres couleurs.
Un objet blanc diffuse toutes les lumières colorées alors qu’un objet __________ absorbe toutes les lumières colorées.
La couleur d’un objet dépend de la lumière qui l’éclaire et des propriétés d’absorption et de __________ de l’objet.
L’arc-en-ciel est un exemple naturel de __________ de la lumière du soleil par les gouttes d’eau.
🎨Exercice 4 : Déterminer la couleur des objets
🔍
Déterminez la couleur des objets suivants selon la lumière qui les éclaire :
💡
Rappel des règles :
| Lumière / Objet | Corps blanc | Corps rouge | Corps bleu | Corps vert | Corps noir |
|---|---|---|---|---|---|
| Lumière blanche | |||||
| Lumière verte | |||||
| Lumière rouge |
🔬Exercice 5 : Expérience avec un prisme
⚗️
On réalise l’expérience suivante :
Compléter le schéma :
Comment appeler le résultat obtenu sur l’écran ?
Donner les noms des couleurs obtenues (dans l’ordre).
Donner le nom de ce phénomène.
🔬Exercice 6 : Expérience avec un filtre coloré
⚗️ On réalise l’expérience suivante :
Remplirez les cases vide dans le figure .
Quel est le role du filtre ?
Est-ce que la lumière rouge est monochromatique ? Justifiez.
🌈Exercice 7 : Dispersion de la lumière par les gouttes d’eau
🌧️
Un jour quelques gouttes d’eau tombent et le phénomène suivant est observé :
Quel est le rôle des gouttes d’eau ?
Quel autre élément que les gouttes d’eau aurait permis l’obtention du même phénomène lumineux ?
Cet ensemble de bandes colorées continues porte un nom, lequel ?
Donner les noms des couleurs obtenues en ordre ?
Donner le nom de ce phénomène.
🎨Exercice 8 : Synthèses additive et soustractive des couleurs
🎯
Compléter les synthèses additives et soustractives des couleurs :
Termine les synthèses additives des lumières suivantes (Couleurs principales)
Lumière bleue
+
Lumière rouge
=
Lumière bleue
+
Lumière verte
=
Lumière rouge
+
Lumière verte
=
+
+
=
Termine les synthèses soustractives des lumières suivantes (Couleurs secondaires)
+
=
Lumière bleue
+
=
Lumière rouge
+
=
Lumière verte
+
+
=
Lumière et couleurs – Dispersion de la lumière : exercices corrigés