Chapitre 4 : Couleur des objets Les objectifs de connaissance : Savoir interpréter la couleur observée d’un objet éclairé ; Savoir interpréter les phénomènes d’absorption, de diffusion et de transmission. Les objectifs de savoir-faire : Mettre en œuvre une synthèse additive pour créer une lumière colorée ; Mettre en œuvre une synthèse soustractive pour créer une lumière colorée. Thème : OBSERVER Domaine : Couleur, vision et image

Activité : La perception des couleurs 1. La vision des couleurs La rétine de l’œil est tapissée de cellules sensibles à la lumière : les bâtonnets pour la vision en faible luminosité et les cônes pour la vision colorée. Il existe trois types de cônes : Des cônes sensibles au bleu ; Des cônes sensibles au vert ; Des cônes sensibles au rouge. Le cerveau traite les signaux envoyés par les cônes pour former une image colorée de notre environnement. A RETENIR : La perception des couleurs par l’homme utilise le principe de la trichromie (obtention de l’ensemble des couleurs par synthèse additive RGB). Remarque : le daltonisme désigne une anomalie de la vision des couleurs due à la déficience ou l’absence d’un type de cône, le plus souvent les cônes sensibles au vert, provoquant une confusion entre les couleurs verte et rouge). Exercice : n°21 p42

TP n°5 : Comment expliquer la couleur des objets ? Lorsqu’un objet reçoit de la lumière, il peut : L’absorber, c'est-à-dire ne pas la renvoyer ; La transmettre si la lumière peut le traverser (filtres, solution transparente) ; La diffuser, c'est-à-dire la renvoyer dans toutes les directions. Ainsi, les objets n’ont pas de couleur par eux-mêmes car elle dépend de : La nature de la lumière incidente ; De l’absorption et de la diffusion de la lumière reçue par l’objet ; De la synthèse des lumières reçues par l’œil. A RETENIR : Un objet blanc diffuse toutes les lumières colorées qu’il reçoit et n’en absorbe aucune ; Un objet noir absorbe toutes les lumières et n’en diffuse aucune ; La couleur d’un objet correspond à la composition de la lumière qu’il diffuse. Exercices : n°16 p41 & n°24 p42 n°23 p42 (à faire en cours)

TP n°6 : Loi de Wien 3. Couleur des corps chauffés 3.1. Lumière et corps chauffé Tout corps suffisamment chauffé émet, à partir d’une certaine température, des rayonnements électromagnétiques dans le spectre visible : c’est l’incandescence. La couleur de la lumière émise dépend de la température : Un corps moyennement chaud ( 1 600 °C) émettra une lumière rouge-orangée ; Un corps très chaud ( 5 000 °C) émettra une lumière très blanche voire blanche bleutée pour des températures encore plus élevées (8 000 – 9 000° C).

Profil spectral et spectre de la lumière émise par un corps chaud à deux températures différentes. 3.2. Le modèle du corps noir (loi de Wien) Définition : Un corps noir est un objet théorique qui absorbe toutes les radiations qu’il reçoit et qui émet toutes les longueurs d’ondes lorsqu’il est chauffé. Son spectre d’émission est continu et ne dépend que de la température.

Enoncé de la loi de Wien La température T de la surface d’un corps chauffé est reliée à la longueur d’onde max de la radiation émise par ce corps avec le maximum d’intensité par la loi de Wien : Remarques : - La température s’exprime en kelvin (symbole : K). La relation entre la température T en kelvin et la température  en degrés Celsius (symbole : °C) est : T =  + 273,15 - max est la valeur de  qui correspond au maximum de l’intensité du rayonnement thermique et non à la valeur maximale pour .  La loi de Wien ne suffit pas à prévoir la couleur d’un corps chauffé car elle dépend de l’ensemble des radiations émises dans le domaine visible : la couleur perçue d’un corps chauffé dépend de l’ensemble des radiations émises dans le domaine visible. - La loi de Wien permet d’évaluer la température de surface d’un corps chaud à partir de la longueur d’onde max de la radiation émise par ce corps avec le maximum d’intensité.

Température du Soleil : 3.3. Applications Température du Soleil : La longueur d’onde correspondant au maximum d’émission de la lumière du Soleil se situe vers λmax = 500 nm (lumière bleue-verte). Quelle est la température de sa surface ? Réponse : T  5800 K Lumière émise par le corps humain : La température du corps humain est de 37,5°C. Quelle est la longueur d’onde correspondant au maximum d’émission du corps humain ? Réponse : λmax = 9,35 × 10-6m = 9350 nm  Le maximum d’émission lumineuse du corps humain se fait donc dans l’infrarouge.

Exercices : n°10 p55, n°18 p56 et n°19 p56