Fiche de révision : Ondes et synthèse des couleurs

📋 Plan du Cours

1. Ondes électromagnétiques et spectre
2. Température et émission électromagnétique
3. Filtres et lumière colorée
4. Œil et synthèse additive
5. Synthèse soustractive et perception

📖 1. Ondes électromagnétiques et spectre

★ À maîtriser

📐 Formule - La longueur d’onde, la célérité et la fréquence sont liées par $\lambda = \frac{c}{\nu}$.

• Le domaine visible s’étend approximativement de 380 nm à 780 nm, du violet au rouge.

• Le mouvement d’une particule chargée fait varier son champ électrique, engendre un champ magnétique lié à celui-ci, puis produit une perturbation électromagnétique qui se propage de proche en proche à la vitesse de la lumière.

📌 Une agitation plus forte de la particule chargée produit une onde de fréquence plus élevée, de longueur d’onde plus courte et transportant davantage d’énergie.

Compléments

📐 Formule - La période d’une onde est liée à sa longueur d’onde et à sa célérité par $T = \frac{\lambda}{c}$.

• Le spectre électromagnétique comprend :

  • les ondes radio
  • les micro-ondes
  • les infrarouges
  • les ultraviolets
  • les rayons X mous
  • les rayons X durs
  • les rayons gamma

• Le cours associe les longueurs d’onde de 10⁻¹⁵ m à 10⁻¹² m aux rayons gamma, celles de 10⁻³ m à 10⁰ m aux micro-ondes et celles de 100 m à 10⁶ m aux ondes radio.

💡 Astuce mémo

Le mouvement d’une charge → des champs variables → une onde qui se propage

📖 2. Température et émission électromagnétique

★ À maîtriser

📌 Plus la température d’un matériau est élevée, plus son émission électromagnétique est majoritairement composée de courtes longueurs d’onde.

Compléments

• Dans un matériau chauffé, les atomes n’ont pas tous la même agitation thermique, mais on peut déterminer une longueur d’onde moyenne correspondant à l’émission maximale.

• La loi de Wien modélise mathématiquement le lien entre la température d’un matériau et la longueur d’onde de son émission maximale.

• Dans le schéma du cours, le maximum d’émission du matériau à haute température correspond à λ₂, tandis que celui du matériau à basse température correspond à λ₄.

💡 Astuce mémo

Température élevée : longueurs d’onde courtes ; température basse : longueurs d’onde longues

📖 3. Filtres et lumière colorée

🔑 Notions clés & Définitions

• Filtre coloré : Dispositif qui laisse passer un ou plusieurs intervalles de longueurs d’onde et en absorbe d’autres, ce qui peut modifier la couleur de la lumière émergente.

📖 4. Œil et synthèse additive

🔑 Notions clés & Définitions

• Synthèse additive : Combinaison de plusieurs sources de lumières colorées primaires pour créer les couleurs du domaine visible.

★ À maîtriser

• Les cônes de la rétine permettent de percevoir les couleurs et il en existe trois types sensibles au rouge, au vert et au bleu.

• Les couleurs primaires de la synthèse additive sont :

  • le rouge
  • le vert
  • le bleu

Compléments

📌 La combinaison de deux sources lumineuses de couleurs complémentaires produit une lumière blanche.

• Un écran LCD applique la synthèse additive et chaque pixel possède trois sous-pixels de couleurs primaires rouge, vert et bleu.

• Selon le cours, une personne daltonienne ne possède que deux types de cônes qui perçoivent presque la même couleur primaire, ce qui explique ses difficultés de vision des couleurs.

💡 Astuce mémo

RVB : les trois couleurs primaires perçues par les cônes et utilisées par les écrans

📖 5. Synthèse soustractive et perception

🔑 Notions clés & Définitions

• Synthèse soustractive : Absorption de lumières colorées.

★ À maîtriser

• Les couleurs primaires de la synthèse soustractive sont :
  • le cyan
  • le magenta
  • le jaune

📌 Un filtre coloré absorbe la couleur complémentaire de sa propre couleur.

• La lumière reçue par un objet peut être :
  • absorbée
  • transmise
  • diffusée

Compléments

• Face à la lumière blanche, un filtre magenta laisse passer le bleu et le rouge et absorbe le vert.

• Dans l’exemple du filtre jaune opaque à 50 %, 50 % de la lumière jaune est diffusée, 50 % est transmise et 100 % de la lumière bleue est absorbée.

💡 Astuce mémo

Additive : lumières combinées ; soustractive : lumières absorbées

📊 Tableaux de synthèse

Synthèses additive et soustractive