Fiche de révision : Couleurs, lumière et vision

📋 Plan du Cours

1. Vision des couleurs par l’œil
2. Ondes et domaine visible
3. Lumières monochromatiques et polychromatiques
4. Synthèse additive et lumière blanche
5. Interactions lumière-objet
6. Couleurs perçues et synthèse soustractive

📖 1. Vision des couleurs par l’œil

🔑 Notions clés & Définitions

• Cônes : Cellules photosensibles de la rétine qui transforment les radiations lumineuses en signaux électriques et transmettent des informations au cerveau.

📝 Points essentiels

• La perception d’une couleur résulte de la synthèse, par le cerveau, des sensibilités des différents types de cônes stimulés par la lumière.

💡 Astuce mémo

Sensibilité des cônes → synthèse cérébrale → couleur perçue

📖 2. Ondes et domaine visible

🔑 Notions clés & Définitions

• Lumière visible : Lumière dont la longueur d’onde, dans le vide ou dans l’air, est comprise entre 400 et 800 nm.

★ À maîtriser

• Une onde électromagnétique lumineuse est caractérisée par une fréquence et, dans un milieu donné, par une longueur d’onde.

Compléments

• Une longueur d’onde de 1 nm correspond à $10^{-9}\ \text{m}$.

• La lumière devient perceptible lorsque l’onde électromagnétique interagit avec la matière puis entre dans l’œil.

💡 Astuce mémo

Fréquence impose la couleur, tandis que la matière permet de la percevoir

📖 3. Lumières monochromatiques et polychromatiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Lumière monochromatique : Constituée d’une seule onde et dont le spectre comporte une seule raie.
• Lumière polychromatique : Constituée de plusieurs ondes de fréquences différentes.

★ À maîtriser

• Dans le vide ou dans l’air, la lumière visible est rouge autour de 800 nm et violette autour de 400 nm.

Compléments

📌 Une lumière polychromatique peut être perçue comme une couleur spectrale si la synthèse des stimulations des cônes correspond à celle d’une lumière monochromatique, ou comme une couleur non-spectrale dans le cas contraire.

💡 Astuce mémo

Une raie pour le monochromatique, plusieurs fréquences pour le polychromatique

📖 4. Synthèse additive et lumière blanche

🔑 Notions clés & Définitions

• Lumière blanche : Lumière polychromatique dont la décomposition par un élément dispersif fournit un spectre continu contenant toutes les fréquences du domaine visible.
• Synthèse additive : Superposition d’ondes de fréquences différentes pour produire une couleur perçue.

★ À maîtriser

• Les couleurs primaires de la synthèse additive sont habituellement le rouge, le vert et le bleu.

Compléments

• La lumière blanche stimule au maximum les trois types de cônes.

• La synthèse additive permet d’obtenir toutes les couleurs en utilisant trois lumières de couleurs primaires et en modulant leurs intensités relatives.

💡 Astuce mémo

RVB : rouge, vert, bleu

📖 5. Interactions lumière-objet

🔑 Notions clés & Définitions

• Transmission : Phénomène par lequel un objet transparent laisse passer tout ou partie de la lumière qu’il reçoit.
• Diffusion : Phénomène par lequel un objet éclairé renvoie dans toutes les directions tout ou partie de la lumière qu’il reçoit.
• Absorption : Phénomène par lequel un objet absorbe tout ou partie de la lumière qu’il reçoit.

📝 Points essentiels

📌 La transmission, la diffusion et l’absorption ne sont pas des modes d’interaction exclusifs : plusieurs peuvent se produire pour un même objet.

💡 Astuce mémo

TDA : transmission, diffusion, absorption

📖 6. Couleurs perçues et synthèse soustractive

🔑 Notions clés & Définitions

• Synthèse soustractive : Absorption d’ondes d’une ou plusieurs fréquences par un objet, qui les soustrait à la lumière incidente.

★ À maîtriser

📌 Un objet n’a pas de couleur propre : la couleur perçue dépend des fréquences de la lumière reçue, des fréquences absorbées, diffusées ou transmises par l’objet, et de l’analyse de l’œil et du cerveau.

• Les couleurs primaires de la synthèse soustractive sont habituellement le magenta, le cyan et le jaune.

• La couleur perçue d’un objet résulte des interactions entre la lumière incidente et l’objet, puis de la synthèse additive des ondes reçues par l’œil.

Compléments

📌 Deux couleurs sont complémentaires en synthèse soustractive lorsque leur superposition donne du noir.

💡 Astuce mémo

Additive : superposition d’ondes ; soustractive : absorption d’ondes

📊 Tableaux de synthèse

Synthèses additive et soustractive