Fiche de révision : Lumière, couleurs et lentilles

📋 Plan du Cours

1. Synthèse additive et lumière blanche
2. Œil et vision des couleurs
3. Interactions lumière matière
4. Synthèse soustractive et filtres
5. Chiffres significatifs et calculs
6. Modèle réduit de l’œil
7. Construction des images
8. Relations de conjugaison et grandissement

📖 1. Synthèse additive et lumière blanche

🔑 Notions clés & Définitions

• Synthèse additive : Consiste à additionner les trois couleurs primaires de lumière rouge, verte et bleue.
• Couleurs complémentaires : Lorsque leur addition donne du blanc.

★ À maîtriser

• En synthèse additive, le rouge et le bleu donnent du magenta, le rouge et le vert donnent du jaune, et le bleu et le vert donnent du cyan.

Compléments

• Les couples de couleurs complémentaires sont:

  • magenta et vert
  • jaune et bleu
  • cyan et rouge

• La lumière visible est décrite par une longueur d'onde notée λ, et la longueur d'onde de la lumière verte vaut environ 550 nm.

💡 Astuce mémo

RVB : rouge, vert, bleu

📖 2. Œil et vision des couleurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Trichromie : Est une vision des couleurs fondée sur trois types de cônes rétiniens, sensibles respectivement au rouge, au vert et au bleu.

★ À maîtriser

• Les cônes, situés sur la rétine, permettent de distinguer les couleurs.

• Le cristallin rend l'image nette en se déformant, en se bombant ou en s'aplatissant, selon la distance de l'objet observé.

Compléments

• Le daltonisme est une maladie qui touche les personnes distinguant mal les couleurs.

💡 Astuce mémo

Cristallin = netteté ; cônes = couleurs

📖 3. Interactions lumière matière

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion : Renvoi de la lumière dans toutes les directions autour d'un objet éclairé.
• Transmission : Passage de la lumière à travers une partie de la matière incidente.
• Absorption : Se produit lorsqu'une partie de la lumière incidente est retenue par un objet éclairé.
• Diffraction : L'étalement de la lumière lorsqu'elle passe par une ouverture.

💡 Astuce mémo

Filtre ou objet → transmission de sa couleur, absorption des autres

📖 4. Synthèse soustractive et filtres

★ À maîtriser

📌 Un filtre ou un objet transmet ou diffuse les lumières qui composent sa couleur et absorbe les autres lumières, notamment leurs couleurs complémentaires.

• Les trois couleurs primaires soustractives sont:

  • le jaune
  • le magenta
  • le cyan

• Un objet vert éclairé en lumière rouge apparaît noir, car il absorbe la lumière rouge et ne peut rien renvoyer.

Compléments

• En synthèse soustractive, les couples donnant du noir sont:
  • magenta et vert
  • jaune et bleu
  • cyan et rouge

💡 Astuce mémo

Additive : lumières additionnées ; soustractive : lumières absorbées

📖 5. Chiffres significatifs et calculs

🔑 Notions clés & Définitions

• Chiffres significatifs : Indique la précision d'une mesure ou d'un calcul utilisant des mesures.

★ À maîtriser

• Pour compter les chiffres significatifs, il faut compter tous les chiffres sauf les zéros situés à gauche du premier chiffre différent de zéro.

• Pour une multiplication ou une division, le résultat contient autant de chiffres significatifs que la donnée qui en possède le moins.

• Pour une addition ou une soustraction, la dernière décimale du résultat correspond à celle de la donnée la moins précise.

Compléments

• La vitesse de la lumière doit être donnée sous une forme approchée, soit $3\times10^8\ \mathrm{m\,s^{-1}}$, soit 300 000 000 m.s⁻¹.

📖 6. Modèle réduit de l’œil

🔑 Notions clés & Définitions

• Accommodation : La capacité de l'œil à modifier la distance focale du cristallin afin de garder l'image nette sur la rétine.

📝 Points essentiels

• Dans le modèle réduit de l'œil: le diaphragme correspond à la pupille et à l'iris, la lentille correspond au cristallin, l'écran correspond à la rétine

📐 Formule — La vergence V d'une lentille, exprimée en dioptries δ, vérifie $V=\frac{1}{f'}$, où f' est la distance focale.

💡 Astuce mémo

Diaphragme = pupille/iris ; lentille = cristallin ; écran = rétine

📖 7. Construction des images

📝 Points essentiels

• Pour construire une image, on trace l'axe optique et le centre O, place la lentille et les foyers F et F', représente l'objet, puis trace deux rayons dont l'intersection détermine l'image.

• Un rayon passant par le centre optique O n'est pas dévié, un rayon parallèle à l'axe passe par F' après la lentille et un rayon passant par F ressort parallèle à l'axe.

📌 Une image réelle résulte du croisement effectif des rayons, tandis qu'une image virtuelle résulte du prolongement des rayons.

💡 Astuce mémo

O → F et F' → rayons → intersection → image

📖 8. Relations de conjugaison et grandissement

★ À maîtriser

📐 Formule — La relation de conjugaison d'une lentille mince convergente est $\frac{1}{OA'}-\frac{1}{OA}=\frac{1}{f'}$.

📐 Formule — Le grandissement vérifie $G=\frac{A'B'}{AB}=\frac{OA'}{OA}$.

📌 Si la valeur absolue du grandissement est supérieure à 1, l'image est agrandie, si G est positif elle est droite, et si G est négatif elle est renversée.

Compléments

• Dans le cas d'une loupe, l'image obtenue est virtuelle et droite.

📊 Tableaux de synthèse

Primaires additives et soustractives