LA COULEUR Complément disciplinaire PLC2 physique-chimie

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1 LA COULEUR Complément disciplinaire PLC2 physique-chimie
Dominique Prot

2 La couleur et la lumière
De l'Antiquité (Aristote -384/-322) à la Renaissance: spectre et classification spectrale des couleurs inconnus confusion couleur / lumière couleurs classées du blanc au noir, suivant leur degré de clarté, dans une échelle décroissante:

3 Expérience de Newton (1672) :
classification des couleurs selon leur degré de "réfrangibilité" le "blanc"  résultat du mélange de plusieurs couleurs

4 Règles de mélanges des couleurs (Helmholtz , milieu du 19ème):
Mélange soustractif: jaune magenta cyan vert orangé violet

5 Mélange additif: R (orangé) V B jaune magenta cyan

6 Le système Munsell (1905): 3 paramètres pour une couleur
La teinte

7 2. La clarté degré de "clair ou d'obscur" d'une couleur
mesurée par comparaison avec une échelle de gris en faisant abstraction de la coloration: 0%  blanc 100%  noir

8 3. La saturation couleur saturée: S = 100%  maximum de coloration
 couleur pure, non diluée désaturation "au blanc" ou "au noir"

9 Représentation en 3D du système de Munsell
L'échelle verticale indique 10 niveaux de clarté. Dans un plan horizontal, on dispose, en un cercle chromatique, 10 teintes. Le long de chaque rayon (c.à.d. pour une clarté et une teinte données), la saturation augmente à mesure que l'on s'éloigne de l'axe. Les teintes n'atteignent pas toutes leur saturation maximale au même niveau de clarté; ici, pour la clarté moyenne, c'est le rouge qui atteint sa saturation maximale.

10 Le diagramme de chromaticité
de la Commission Internationale de l'Eclairage (1931)

11 La normalisation française
18 appellations chromatiques: Newton  blanc, noir, gris usage  beige, bordeaux, brun, crème, ivoire, kaki, marron, rose violet, bleu, vert, jaune, rouge + orangé, indigo (2nde édition) 9 qualificatifs:

12 résultat de l’interaction lumière / matière /œil
La perception humaine de la couleur résultat de l’interaction lumière / matière /œil Van Eyck

13 C’est la combinaison de l’émission spectrale de la source et de la réponse spectrale de l’objet qui définit le rayonnement qui parvient à notre œil. Le stimulus physique S(l)=E(l) R(l) E : émission spectrale de la source R : pourcentage du rayonnement renvoyé par l’objet dans la direction de l’observateur quel que soit le mécanisme

14 L'œil humain: 2 types de capteurs
les bâtonnets, à la périphérie de la rétine: image en niveau de gris vision nocturne les cônes, dans la zone centrale de la rétine:  capteurs photométriques et chromatiques vision colorée diurne

15 Apparition récente (< 40millions d’années)
Apparition récente (< 40millions d’années). Seuls les humains et les primates sont trichromates. Recouvrement important des réponses vert/rouge.

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18 Daltonisme  2 types de cônes

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20 La couleur: une affaire de culture et de vocabulaire

21 Phase physique : source lumineuse + objet  signal lumineux
Phase physiologique : signal lumineux  influx nerveux Phase cognitive : reconnaissance et analyse par le cerveau : la couleur

22 Interprétation par le cerveau

23 Interprétation par le cerveau
Les cercles du centre ont le même diamètre Les diagonales sont toutes parallèles, les segments sont horizontaux ou verticaux

24 Interprétation par le cerveau
Les lignes sont toutes horizontales et les parties noires sont toutes de carrés

25 Interprétation par le cerveau
Le triangle blanc n’existe pas

26 Interprétation par le cerveau
Énoncer la couleur du mot et non le mot de la couleur

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29 La couleur des papillons

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32 L'origine de la couleur ?

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34 L'origine de la couleur ou pigmentaire structurale

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43 Origine pigmentaire Les ocres (FexOy) Le cinabre (HgS)

44 (Ca,Na)8,(Al,Si)12,O24,(S,SO4,Cl)
2,1 eV Ion S3- Le Lapis-lazuli (Ca,Na)8,(Al,Si)12,O24,(S,SO4,Cl) Sa couleur bleue est due à l ’ion S3- Ces ions absorbent des photons d’énergie E 2,1 eV qui correspondent à une lumière absorbée de longueur d’onde  = hc/E 0,59 µm, qui correspond au jaune. Cette absorption dans le jaune donne au pigment la couleur complémentaire, c’est-à-dire le bleu violet.

45 Observation par transmission :
Lumière incidente blanche Filtre jaune, absorbant le bleu Lumière transmise jaune Exemple : diapositives Observation par réflexion : Exemple : mélange de pigments Pigments jaunes Lumière incidente blanche Lumière réfléchie jaune

46 O OH La garance, sa racine contient de l’alizarine

47 Bioptérine Xanthoptérine

48 1- réfraction de la lumière au passage de structures prismatiques
Origine structurale 1- réfraction de la lumière au passage de structures prismatiques

49 2- interférences lumineuses à la surface de films monocouches ou multicouches

50 3- diffraction par une structure périodique de type réseau

51 4- diffusion par des particules
simple

52 multiple dépendante

53 4-1- diffusion Rayleigh kr << 1 rayonnement dipolaire: Idiff en 1/l4 rayonnement diffusé polarisé rectilignement

54 4-2- diffusion de Mie kr # 1 mécanisme complexe  diffraction diffusion de la lumière vers l'avant, dans un cône: cône "rouge" plus large que cône "bleu"

55 La couleur du ciel

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