FORMULES de PHYSIQUE
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COLORATION des OBJETS RéCEPTEURS de LUMIèRE
-coloration des objets récepteurs de lumière
La coloration exprime ce que l'oeil perçoit de la part d'un objet qui réémet des couleurs qu'il a précédemment reçues de la part d'une autre source fondamentale (par exemple un papier sort rouge -coloration- suite à l'action de l'encre d'une imprimante, qui elle-même a reçu une couleur rouge de la part d'une source primaire)
C'est différent de la teinte, qui est la couleur (ou l'ensemble des couleurs) primaire(s), appréciée(s) par l'oeil en provenance d'une source d'émission primaire >> la perception par l'oeil d'une teinte, est l'addition des diverses ondes électromagnétiques émises par la source (par exemple, un fond d'écran d'un VGA est rouge, parce qu'il a été conditionné à produire du rouge à partir des ondes électromagnétiques de longueurs d'ondes rouges qui le stimulent)
Les couleurs de coloration, perçues par l'oeil depuis un objet éclairé, sont celles des ondes réémises par l'objet grâce à des réflexions (ce sont les couleurs non absorbées, puisque les absorbées disparaissent de la vue d'un observateur)
Un tissu apparaissant coloré bleu a absorbé les longueurs d’ondes autres que celles du bleu et un tissu apparaissant coloré blanc n'a absorbé quasiment aucune couleur
Une coloration appréhendée par l'oeil est usuellement paramètrable par trois notions constituant la chromaticité (et cette dernière est ensuite globalement représentable par des abaques) >>>
1.un paramètre énergétique, qui donne l'aspect plus ou moins clair (souvent nommé à tort luminance), mais qui est en fait un coefficient de luminance, dont les valeurs vont de 100 (pour le blanc, cas où l'oeil est le plus sollicitable, jusqu'à 1 pour le noir, zone d'absence de perception)
2.un paramètre donnant les teintes, sous forme de longueurs d'ondes
3.un coefficient de pureté, exprimant l'aspect de vivacité ou de ternissement de la coloration
La coloration d'un objet récepteur (et réémetteur) provient, en dernière analyse, d'une synthèse de couleurs (synthèse soustractive)
En effet, il suffit de 3 couleurs fondamentales (C,M,J ci-après) pour, en 1° approximation, reconstituer n'importe quelle couleur réfléchie
En pratique, ces 3 couleurs fondamentales sont prises ainsi :
Cyan, Magenta (Pourpre) et Jaune et leur mélange s'exprime en abrégé par une 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 (citées à l'alinéa 2 ci-dessus)
et le N (ou K) représente à la fois le coeff de luminance et la pureté (alinéas 1 et 3 ci-dessus)
On reconstitue alors le rouge avec (magenta + jaune)
le vert avec (cyan + jaune)
le bleu avec (magenta + cyan)
Une autre palette de chromaticité, définie par la commission internationale de l'éclairage, est dite C.I.E Lab où le L (de Lab) représente le coeff de luminance, le a = les longueurs d'ondes et le b = le coeff de pureté
Remarque 1: ces couleurs de coloration ne sont pas dissociées par un miroir (il y a réflexion totale, sans réfraction)
Remarque 2: si on superpose les 3 fondamentales (cyan, magenta et jaune) sur un corps réémetteur (par exemple un papier issu d'imprimante), leur superposition est noire, car leurs soustractions jumelées ont absorbé toutes les longueurs d'ondes-
-alors que si l'on superpose les 3 fondamentales de couleurs similaires issues d'une émission, leur superposition sera blanche, car les longueurs d'onde s'ajoutent 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
Un corps noir récepteur est tel que la diffusion est nulle (en pratique # quasi nulle)
Son coefficient d’absorptivité est bt = 1
Le corps noir récepteur considéré ici ne joue pas à ce moment de rôle d'émetteur (qui est traité au chapitre couleurs des objets émetteurs)
-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.
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)
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 corps blanc intégral et le manteau de neige, un corps blanc approximatif)
Par exemple un drap blanc absorbe (soustrait) seulement 4% de lumière et réfléchit le reste (il est blanc à 96%)
COULEUR du CIEL
Le jour le ciel (terrestre) est réémetteur de lumière grâce à la diffusion des photons solaires par les molécules de l'air atmosphérique. Cela 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 à la fois plus rare et plus susceptible de rencontrer des ondes courtes que des longues (donc zone violet-bleu) -sous effet Raman Donc le ciel est bleu
Quand le soir arrive, il y a beaucoup plus d'épaisseur de molécules à heurter (par notre regard) et la diffusion tend à croiser des longueurs plus longues (d'où ciel orangé-rouge).
La nuit le ciel est noir, car il devient émetteur de lumières astrales, mais il n'y en a pas assez pour que ce soit sensible à l'oeil 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 diffusion de la lumière solaire par les molécules de l'eau dépend beaucoup de la longueur de l'onde lumineuse et est aussi fonction du nombre de molécules d'eau rencontrées. Les molécules d'eau absorbant surtout le rouge et le jaune, il reste donc une prédominance bleu-vert et par ailleurs, plus il y a d'éléments chlorophylliens dans l'eau (ceux-ci absorbant le bleu), plus l'eau sera verte. Mais à une profondeur de 500 mètres, aucun photon n'arrive plus, donc il y fait noir.
CORPS OPAQUE ou TRANSPARENT
Voir chapitre spécial