FORMULES de PHYSIQUE
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COLORATION des OBJETS RéCEPTEURS de LUMIèRE
-coloration des objets récepteurs de lumière
La couleur d’un objet est perçue de 2 façons différentes par l’oeil :
-si c’est un objet émetteur de lumière (soleil, lampe, fer rouge...) l’oeil perçoit une mosaïque de teintes (couleurs primaires) issues de la source qui émet diverses ondes électromagné-tiques perçues chacune par la rétine sous forme d’une sensation colorée
-si c’est un objet réémetteur des couleurs qu'il a précédemment reçues depuis une source,
l’oeil perçoit des colorations, depuis un objet éclairé (et non pas éclairant)
Ledit objet a réfléchi des couleurs (ce sont les couleurs non absorbées, puisque celles qui furent absorbées ne sont plus présentes à la vue d'un observateur)
1° exemple : un papier apparaissant colorié en rouge a reçu précédemment cette couleur rouge par impression et maintenant, il la réémet (coloration)
2° exemple : le fond d'écran bleu d'un VGA est une source de teinte bleue, tandis que si vous percevez en rouge la bordure du même VGA, c’est sa coloration rouge.
3° exemple : un tissu apparaissant bleu a absorbé les longueurs d’ondes autres que celles du bleu ; mais celui qui vous apparait blanc n'absorbe quasiment aucune couleur; et celui qui vous apparait noir absorbe toutes les couleurs (ce qui n’est pas idéal pour les gens du désert qui cependant s'habillent souvent en noir….)
Pour mieux définir la qualité d’une coloration appréhendée par l'oeil, on a défini la notion de chromaticité. Et cette dernière est représentée par des abaques, concernant 3 notions qui constituent les paramètres basiques d’une coloration >>>
1.un paramètre énergétique, qui donne l'aspect plus ou moins clair (souvent nommé à tort luminance, alors que c’est en fait un coefficient de luminance), dont les valeurs vont de 100 (pour le blanc, cas où l'oeil est le mieux sollicitable, jusqu'à 1 pour le noir, zone d'absence de perception oculaire)
2.un paramètre de coloration, proportionnel aux longueurs d'ondes
3.un coefficient de pureté, exprimant l'aspect de vivacité ou de ternissement de l’ensemble coloré
La palette de ces 3 données de chromaticité est définie par la commission internationale de l'éclairage, sous le sigle de C.I.E Lab >>>
le L (de Lab) représente le coeff de luminance, le a (de Lab)= les longueurs d'ondes et le b (de Lab) = le coeff de pureté
La coloration d'un objet récepteur (et réémetteur d’ondes de lumière) provient, en dernière analyse, d'une synthèse de 3 couleurs secondaires, qui est dite synthèse soustractive
En fait, une synthèse -par définition- ne peut pas être elle-même soustractive, mais les couleurs qu’elle implique ont certaines longueurs d’onde qui ont été soustraites -par absorption-
Un objet réémetteur (d’une coloration) a le même rôle qu’un filtre -qui ne laisse passer que sa seule couleur- Et en superposant 3 de ces colorations (3 couleurs secondaires), on peut reconstituer, en 1° approximation, n'importe quelle couleur réfléchie
On choisit en général les 3 couleurs Cyan, Magenta, Jaune ou (C,M,J) en abrégé
et leur mélange s'exprime par la palette C.M.J.N (ou C.M.Y.K en anglais, pour cyan, magenta, yellow et key, mis pour black -noir-)
Le C, le M et le J (ou Y) représentent les longueurs d'onde et le N (ou K) représente à la fois la pureté et le coeff de luminance
On reconstitue alors la couleur rouge avec (magenta + jaune)
le vert avec (cyan + jaune)
le bleu avec (magenta + cyan)
Ces couleurs de coloration ne sont pas dissociées par un miroir (il y a réflexion totale, sans réfraction)
Remarque : si l’on superpose les 3 fondamentales cyan, magenta et jaune sur un corps réémetteur (par exemple sur un papier, sur lequel elles vont être imprimées, leur superposition est noire, car leurs soustractions jumelées (synthétisées) ont absorbé toutes les longueurs d'ondes-
-alors que si l'on était dans le cas de couleurs primaires, donc issues d'une émission, leur superposition serait blanche, car les longueurs d'onde s'ajouteraient pour former une lumière vivace pour l'oeil
Voir aussi le site http://charle.vassallo.pagesperso-orange.fr
Monochromatisme est le terme spécifiant qu'un quelconque phénomène concerne une seule longueur d’onde du spectre
Le CORPS NOIR RÉCEPTEUR
est le qualificatif d'un corps recevant de la lumière, mais qui en absorbe toutes les radiations. Il ne réfléchit rien, ne transmet rien. Ce corps noir récepteur a une diffusion nulle (en pratique elle est bien sûr seulement quasi nulle) Son coefficient d’absorptivité est bt = 1
Le corps noir récepteur considéré ici, ne joue dans l'instant aucun rôle d'émetteur (qui est un autre cas, traité au chapitre couleurs des objets émetteurs)
L’ exemple pragmatique d’un tel corps est une boule de charbon froide
-Un certain nombre de notions concernant les ondes lumineuses font référence au "corps noir équivalent" Ceci signifie que la référence est celle d’un corps noir placé dans les mêmes conditions expérimentales que celles du phénomène en cause.
Par exemple, pour une absorption de rayonnements thermiques (formule de Kirchhoff) on a la relation : P* = bt.P*n
où P*(W/m3)= RAYONNEMENT(ou puissance) volumique d’un corps à une température donnée P*n(W/m3)= RAYONNEMENT volumique du corps noir équivalent (à même température) et bt(nombre)= coefficient d’absorptivité
Le CORPS BLANC
est un corps qui ne laisse pas passer de rayonnements.
Il n'y a que réflexion (le miroir est une version de corps blanc intégral et le manteau de neige, un corps blanc approximatif)
Un drap blanc absorbe (soustrait) seulement 4% de lumière et réfléchit le reste (il est corps blanc à 96%)
La COULEUR du CIEL
Le jour, le ciel (terrestre) est réémetteur de lumière, à cause des photons solaires qui diffusent sur les molécules de notre air atmosphérique. Donc la couleur perçue dépend fortement du nombre de molécules d'air rencontrées et surtout de la longueur de l'onde lumineuse (à la puissance quatre)
En haute altitude, il y a moins de molécules heurtées, donc la diffusion sera plus rare donc plus susceptible de rencontrer des ondes courtes que des longues -effet Raman-
Et comme les violet-bleu sont plus courtes que les autres, le ciel apparaît plutôt bleu
Quand le soir arrive, il y a beaucoup plus d'épaisseur de molécules heurtées et leur diffusion nous oblige à croiser des longueurs d’ondes plus longues (d'où ciel orangé-rouge).
La nuit le ciel est noir, car il devient émetteur uniquement de lumières astrales, qui ne représentent qu’un faible apport(seuls les points étoilés) Voir chapitre couleur d'un objet émetteur
Remarque: sur la lune, où il n'y a pas d'air, la diffusion n'existe pas et le ciel lunaire est uniformément noir, même quand il ne fait pas nuit
CERTAINS NUAGES sont NOIRS
Les nuages (terrestres) sont formés de vapeur d'eau, de gouttes d'eau, de micro-grêlons et de flocons neigeux.
Les parties solides de ces composants occultent la lumière qu'ils réémettent, engendrant des zones sombres et même très noires pour les nuages cumulo-nimbus, chargés fortement en grêlons-flocons
COULEUR DE LA MER
La lumière est diminuée en pénétrant dans la mer, en fonction de trois facteurs principaux :
-la longueur de l'onde lumineuse qui y pénètre (diffusion de la lumière solaire par les molécules d'eau) Ces molécules absorbent surtout le rouge et le jaune, il reste donc une prédominance bleu-vert
-la profondeur (le nombre de molécules d'eau rencontrées augmente, créant atténuation)
-la présence d’éléments chlorophylliens dans l'eau (ils sont bleu-vert)
A une profondeur de 500 mètres, aucun photon n'arrive plus, donc il y fait noir.
CORPS OPAQUE ou TRANSPARENT
Voir chapitre spécial