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couleur - physique.

Publié le 24/04/2013

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couleur - physique. 1 PRÉSENTATION couleur, sensation visuelle associée aux longueurs d'onde de la lumière visible reçue par l'oeil (voir vision). Ressentie par l'homme et par certains animaux, cette perception de la couleur résulte d'un procédé neurophysiologique complexe mis en jeu dans la rétine de l'oeil, qui capte la lumière grâce à des cellules en forme de bâtonnets et de cônes : alors que les bâtonnets enregistrent l'intensité globale de la lumière, les cônes sont sensibles à trois gammes de longueurs d'onde différentes, le cerveau se chargeant d'en faire une synthèse qui se traduit par une couleur. 2 LUMIÈRE ET COULEURS La lumière visible, à laquelle sont sensibles les yeux, constitue une mince fraction du spectre électromagnétique, et comprend les rayonnements de longueurs d'onde comprises entre 400 et 750 nm (10-9 m). Un rayonnement à 400 nm est perçu comme une lumière violette ; à 750 nm la lumière est rouge. Les longueurs d'onde intermédiaires sont perçues en bleu, vert, jaune et orange, l'oeil humain étant capable de distinguer plusieurs centaines de nuances, en particulier dans le vert, auquel il est très sensible. En général, la lumière émise par une source (ou réfléchie par un objet) embrasse une gamme étendue de longueurs d'onde, et sa couleur est complexe plutôt que pure. En particulier, lorsque la lumière rassemble toutes les longueurs d'onde de 350 à 750 nm, distribuées de façon égale, elle nous apparaît blanche ou grise (selon l'intensité de l'illumination). Le mathématicien et physicien Isaac Newton en fait la démonstration en 1666 : il décompose la lumière blanche du Soleil en ses composantes colorées à l'aide d'un prisme, puis combine à nouveau les couleurs ainsi obtenues au moyen d'un second prisme. Il reconstitue ainsi la lumière blanche. L'arc-en-ciel est une illustration naturelle du phénomène, la lumière solaire étant dispersée en rayons de différentes longueurs d'onde (et donc de couleurs distinctes) par les gouttelettes de pluie agissant comme des prismes. Une lumière de longueur d'onde unique (ou ne couvrant qu'une étroite bande de longueurs d'onde) est dite monochromatique ou saturée. On rencontre rarement de telles couleurs, dites pures, en dehors du laboratoire, à l'exception de la lumière jaune des lampes à vapeur de sodium utilisées pour l'éclairage des rues et des autoroutes. 3 <...
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« 4.3 Diffusions moléculaire et particulaire Certaines colorations sont dues à des phénomènes de diffusion.

L’une des plus connues est la diffusion de la lumière par les molécules de gaz constituant l’atmosphère.Cette diffusion moléculaire, connue sous le nom de diffusion Rayleigh, est importante pour les faibles longueurs d’onde (bleu) et largement plus faible pour les grandeslongueurs d’onde (rouge) : ainsi le ciel paraît bleu.

De même, le Soleil apparaît généralement blanc alors que dans l’espace on le voit jaune citron.

Lorsque l’épaisseur del’atmosphère traversée par la lumière solaire est la plus grande (à l’aube et au crépuscule), toutes les radiations bleues, orange, jaunes et vertes sont diffusées : le Soleilparaît alors rouge. Une diffusion de nature différente peut être observée dans une lumière artificielle : au cinéma, le faisceau lumineux du projecteur apparaît bleu, en raison de la présence defumée et de poussières dans l'air qui diffusent ces rayons.

On parle dans ce cas de diffusion particulaire. 4.4 Fluorescence et phosphorescence Certaines substances réémettent la lumière absorbée à une longueur d’onde différente.

Si cela se produit en temps réel, le phénomène observé est celui de la fluorescence ;s’il s’écoule un laps de temps entre l’absorption et la réémission (quelques fractions de secondes à plusieurs heures), on parle alors de phosphorescence. 5 TRICHROMIE ET COLORIMÉTRIE L’œil est un détecteur très sensible, mais la perception de la couleur fait intervenir des mécanismes neurophysiologiques et psychiques, donc subjectifs.

Pour le scientifique,le coloriste ou le technicien des produits colorés ou teints, il importe de pouvoir définir les couleurs de manière objective et avec un langage commun, afin de pouvoirrépondre à des questions telles que : « Cette couleur est-elle semblable à cette autre ? », « S’en écarte-t-elle de plus de telle valeur précise ? ».

C’est le rôle de lacolorimétrie de chiffrer et de mesurer les couleurs. Une couleur est définie par trois indications physiques : une longueur d’onde — à laquelle on peut attribuer un nom (la teinte) —, un degré de pureté ou rapport avec leblanc, et un facteur de clarté ou quantité de lumière transmise.

La détermination de ces facteurs permet de fixer une couleur sans ambiguïté.

Toutefois, en toute rigueur,cela ne suffit pas toujours et la seule solution consiste alors à donner la courbe spectrale complète de la lumière étudiée ; on utilise alors des spectro-photo-colorimètres. La colorimétrie est fondée sur la trichromie et les travaux de Young, Maxwell, Gassmann et Helmholtz : toute teinte peut être décrite par trois composantes qui obéissent àun certain nombre de lois.

Le premier système de repérage conventionnel a été recommandé en 1931 par la Commission internationale de l’éclairage.

Il s’agit dusystème RGB, des termes anglais red (rouge), green (vert) et blue (bleu).

Ce système définit les couleurs primaires avec des longueurs d’ondes dominantes de 700 nm pour le rouge, 546,1 nm pour le vert, et 435,8 nm pour le bleu.

Une teinte est alors définie par ses proportions relatives de chacune des trois composantes : r, g et b, qu’on appelle coordonnées trichromatiques.

Pour être précis, il faut rajouter la luminosité de chaque composante de référence, et l’on définit ainsi des facteurs de luminosité. Ce système présente l’inconvénient de conduire parfois à des coordonnées négatives, ce qui peut être gênant.

C’est pour y remédier que l’on a imaginé un nouveausystème, dit système XYZ, où les coordonnées trichromatiques sont toujours positives.

On passe du système RGB au système XYZ à l’aide d’un système de trois équationslinéaires.

Dans ce nouveau système, la coordonnée Y représente la luminance de la source, et les coordonnées X et Z permettent de remonter à la teinte. Voir aussi optique ; Voir aussi daltonisme. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation.

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