I- les longueurs d'ondes et la couleur qu'elles produisent

A) Qu'est-ce qu'une couleur ?

 

La couleur est avant tout défini comme une sensation perçue par l'œil, caractéristique de la longueur d'onde de radiation lumineuse reçue.

Elle repose uniquement sur une décomposition de la lumière blanche (plus concrètement la lumière du Soleil ) en plusieurs couleurs, comme le démontra Isaac Newton en 1666 avec l'une des expériences à l'origine de toutes les théories concernant la lumière et la couleur.

A cette époque, on sait depuis longtemps qu'un prisme de verre donne des couleurs à un rayon qui le traverse et on l'explique grâce aux théories d'Aristote qui explique que la lumière est blanche et que les couleurs naissent progressivement de son affaiblissement dans le prisme.

Pour réfléchir à la question, Newton fit obscurcir sa chambre et perça un trou dans les volets, afin d'y laisser entrer « quelques » rayons de soleil. En collant un prisme contre ce trou, il pu observer les couleurs vives et intenses ainsi produites.

Au fil du temps, Newton arrive finalement à l'expérience crucial : il a l'idée de placer une feuille blanche comme « écran de projection », créant ainsi un ensemble de couleurs contigües, appelé physiquement un spectre.

Il réalisa par la suite une seconde expérience visant à reconstituer la lumière blanche à l'aide d'une lentille et d'un second prisme.

 

B)Le spectre de la lumière

 

Le spectre de la lumière n'est en fait qu'une infime partie d'une énergie plus grande qu'on nomme rayonnement électro-magnétique. Les ondes électromagnétiques sont naturellement présentent dans l'espace et il est possible de décomposé ce rayonnement en différentes composantes selon leur longueur d'onde ou leur énergie. Il s'agit du spectre des ondes électromagnétiques. La gamme des longueur d'onde est théoriquement sans limite, mais généralement on démarre avec les ondes radio (1 km) et on termine avec les rayons cosmiques (10-14 m).

Ces longueurs d'ondes varient sans discontinuité dans l'ordre croissant commençant du violet pour en arriver graduellement au rouge. On peut distinguer six couleurs principales : le violet, le bleu, le cyan, le vert, le jaune et le rouge. Ces couleurs sont toutes issues d'une lumière dites « monochromatique », c'est-à-dire constituée d'une seule couleur ( le magenta n'est par exemple pas une couleur monochromatique puisqu'elle est le résultat de deux zones du spectre : celle du rouge et celle du bleu ).

De plus, on peut remarquer qu'un spectre se compose de trois régions principales, chacune recouvrant environs un tiers de tout son étendue. Chaque tiers est en faite composé d'une couleur dominante. Il s'agit du rouge, du bleu et du vert, plus couramment nommés couleurs primaires.

 

C) Les longueurs d'ondes présentent dans les objets

 

Les objets qui émettent leur propre lumière sont peu nombreux. Tous les autres, ceux que l'on voit seulement lorsqu'ils sont éclairés, ne font que renvoyer une partie de la lumière qu'ils reçoivent.

Tout corps simple possédant une température élevée émet un rayonnement lumineux grâce à certaines longueurs d'ondes, qui correspondent à des couleurs précises ( on peut donc facilement connaître la composition de leur spectre lumineux ).

Mais ces corps ont aussi la propriété d'absorber certaines longueurs d'onde reçues de la lumière qui les éclaire.

De plus, lorsqu'un rayon lumineux arrive à la surface d'un objet, une partie de la lumière est absorbée tandis que le reste est renvoyé dans une direction plus ou moins précise selon la forme de l'objet ( ex : un objet plat renverra le rayon lumineux dans une direction bien précise ). On peut aussi noter que la lumière qui a pénétré dans l'objet est plus ou moins absorbés, suivant le matériau dont il s'agit. S'il est transparent et mince, une quantité appréciable de lumière peut ressortir de l'autre coté (on ne prendra en compte ni le miroir qui réfléchit, ni la vitre qui transmet, mais seulement les objets dont la surface diffuse une partie de la lumière reçue, tandis que le reste est absorbé).

Pour la quasi-totalité des objets, certaines longueurs d'ondes seront plus absorbées que les autres, et le mélange diffusé n'aura plus les mêmes proportions que le mélange initial.

 

 

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