Fiche de révision : Optique et couleurs de la lumière

📋 Plan du Cours

1. Sources et diffusion de la lumière
2. Propagation et faisceaux lumineux
3. Ombres et éclipses astronomiques
4. Couleur perçue et lumière incidente
5. Décomposition de la lumière blanche
6. Synthèse additive des couleurs

📖 1. Sources et diffusion de la lumière

🔑 Notions clés & Définitions

• Source primaire : Corps qui émet la lumière qu’il fabrique.
• Source secondaire : Objet éclairé qui renvoie une partie de la lumière qu’il reçoit.
• Diffusion de la lumière : Réémission, dans toutes les directions, d’une lumière provenant d’une autre source.

📝 Points essentiels

• Les sources primaires naturelles citées sont :

  • le Soleil
  • les étoiles
  • les éclairs
  • les coulées de lave
  • certains poissons
  • les lucioles

• Les sources primaires artificielles citées sont : une lampe allumée, un projecteur allumé, une flamme, un tube néon, un tube fluorescent, qualifié de source froide

• La Lune diffuse vers la Terre une partie de la lumière qu’elle reçoit du Soleil.

💡 Astuce mémo

La source primaire émet ; la source secondaire renvoie.

📖 2. Propagation et faisceaux lumineux

🔑 Notions clés & Définitions

• Rayon lumineux : Trajet emprunté par la lumière pour aller d’un point à un autre.

★ À maîtriser

• Dans l’air, la lumière se propage en ligne droite ; cette propagation est dite rectiligne.

Compléments

• Expérimentalement, on ne peut pas isoler un seul rayon lumineux : on observe toujours un ensemble de rayons appelé faisceau de lumière.

• Un rayon lumineux est schématisé par un trait muni d’une flèche qui indique le sens de déplacement de la lumière.

• Un faisceau lumineux est invisible, mais les poussières et les gouttelettes le rendent visible en diffusant la lumière.

💡 Astuce mémo

Une flèche tracée en ligne droite figure le trajet et le sens de la lumière.

📖 3. Ombres et éclipses astronomiques

📝 Points essentiels

• Les éclipses de Soleil et de Lune ne sont possibles que lors d’un alignement rare des astres.

• Lors d’une éclipse de Lune, la Lune passe dans le cône d’ombre de la Terre et disparaît pour un habitant de la Terre.

• Lors d’une éclipse de Soleil, la Lune s’interpose entre le Soleil et la Terre, faisant disparaître le Soleil pour un habitant de la Terre.

📖 4. Couleur perçue et lumière incidente

🔑 Notions clés & Définitions

• Objet noir : Objet qui paraît noir quelle que soit la lumière qui l’éclaire, car il absorbe toutes les lumières et n’en renvoie aucune ; le noir correspond à l’absence de lumière.
• Couleur d’un objet : Couleur de la lumière que l’objet diffuse.

★ À maîtriser

• Un objet blanc éclairé prend la couleur de la lumière qui l’éclaire.

📌 Un objet diffuse la lumière de sa propre couleur à condition de recevoir une lumière qui comporte cette couleur.

Compléments

• La lumière du Soleil et celle des lampes ordinaires sont appelées lumière blanche.

• Un objet rouge éclairé en lumière blanche ou en lumière rouge apparaît rouge, tandis qu’éclairé en lumière bleue il apparaît sombre.

💡 Astuce mémo

L’objet blanc prend la couleur reçue ; l’objet noir absorbe la lumière.

📖 5. Décomposition de la lumière blanche

🔑 Notions clés & Définitions

• Spectre de la lumière blanche : Ensemble des couleurs observées lors de la décomposition de la lumière blanche ; son spectre coloré ne présente aucune couleur manquante.
• Réseau : Lame transparente percée de fentes parallèles ; celui décrit comporte 500 traits par mm.

★ À maîtriser

• Un prisme permet également de décomposer la lumière blanche.

• La lumière blanche est composée de lumières colorées.

Compléments

• Un CD éclairé en lumière blanche fait apparaître une multitude de couleurs dans ses reflets.

• Un spectroscope permet d’observer la décomposition de la lumière.

• Avec un réseau éclairé par une fente, on observe de part et d’autre d’une fente blanche un dégradé de couleurs arc-en-ciel, correspondant aux lumières séparées.

📖 6. Synthèse additive des couleurs

📝 Points essentiels

• La synthèse additive consiste à superposer sur un écran blanc des lumières colorées produites par trois projecteurs rouge, vert et bleu.

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

• En synthèse additive, le vert, le rouge et le bleu superposés donnent du blanc.

• En synthèse additive, les couleurs primaires sont :

  • le bleu
  • le rouge
  • le vert

📊 Tableaux de synthèse

Couleurs en synthèse additive