Spectre de couleur : comprendre l'arc en ciel 🌈

En ayant choisi la physique-chimie comme matière principale au lycée, tu vas obligatoirement faire la rencontre du spectre de couleur. Alors, on ne commence pas à stresser, il ne s’agit pas d’un monstre. Puis, de toute manière, on est là pour tout t’expliquer, donc ça va bien se passer. Allez on ne perd pas plus de temps que ça, c’est parti ! 🚀

Rappel sur l’obtention des couleurs

La perception de l’oeil 👁️

On te fait un petit rappel de ton cours de SVT juste avant de commencer. Les images que l’on voit se forment sur la rétine, dans l’œil. Elle est tapissée de deux types de photorécepteurs qui nous permettent de les voir. On trouve :

Les bâtonnets : ils sont ultra-sensibles à l’intensité lumineuse et aux mouvements. Ils permettent de voir lorsque la luminosité est très faible ou très forte.
Les cônes : ils permettent de voir les couleurs. Pour cela, il existe trois cônes, un bleu, un vert et un rouge. Donc comme tu l’as compris, ils sont sensibles à ces couleurs-là.

Ces deux éléments permettent à l’œil de former une image.

Point culture 💡

Tu as sans doute déjà entendu parler du daltonisme. Cette maladie, qui touche principalement les garçons, implique, pour ceux qui en souffrent, de ne pas voir certaines couleurs. Cette pathologie est provoquée par une absence d’un ou de plusieurs cônes. Ainsi, la personne n’est plus capable de capter certaines couleurs. 😱

👉 Pour te donner un petit exemple, les personnes qui n’ont pas de cône rouge ne peuvent pas le voir. Par conséquent, le rouge leur apparaît vert.

Personne qui donne des cours particuliers

On vient de te faire un petit rappel de SVT. Si tu te rends compte que tu as du mal avec cette matière, n’hésite pas à prendre un cours en ligne de SVT avec un Sherpa. Il saura t’aider !

La synthèse additive et soustractive

Toutes les couleurs ne s’obtiennent pas directement. Il faut en superposer certaines pour en obtenir d’autres. On appelle ce phénomène la synthèse additive ou la synthèse soustractive.

La synthèse additive ➕

La synthèse additive consiste à superposer des faisceaux de couleurs bleue, rouge ou verte pour obtenir de nouvelles couleurs. Ainsi, :

🎨 En superposant du bleu et du rouge, on obtient du magenta.

🎨 En superposant du bleu et du vert, on obtient du cyan.

🎨 En superposant du rouge et du vert, on obtient du vert.

Pour info 💡

Les couleurs primaires de la synthèse additive sont le bleu, le vert et le rouge. Si tu superposes un faisceau de ces trois couleurs, par magie, tu obtiendras un faisceau de lumière blanche, hehe.

La synthèse soustractive ➖

La synthèse soustractive consiste à superposer des faisceaux ou des pigments de couleurs cyan, magenta ou jaune pour obtenir de nouvelles couleurs. Ainsi, :

🎨 En superposant du jaune et du cyan, on obtient du vert.

🎨 En superposant du cyan et du magenta, on obtient du bleu.

🎨 En superposant du magenta et du jaune, on obtient du rouge.

Pour info 💡

Les couleurs primaires de la synthèse soustractive sont le magenta, le jaune et le cyan. Si tu superposes un faisceau de ces trois couleurs, par magie cette-fois-ci, tu obtiendras un faisceau de lumière noire. Eh oui tu l’as remarqué, c’est juste l’inverse. 😅

Agathe

ENS Lyon

19€/h

Hugo

Insa Lyon

16€/h

Bastien

Polytechnique

26€/h

Simon

4e année de médecine

26€/h

Nicolas

CentraleSupélec

17€/h

Fabien

Télécom Paris

20€/h

Emma

Dauphine

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HEC Paris

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Qu’est-ce que le spectre de couleur ? 🤔

Maintenant que tu as bien compris comment s’obtenaient les couleurs, on peut te parler de leur spectre !

Définition du spectre de couleur 🌈

Définition

Le spectre est la séparation de la lumière en couleurs élémentaires. Cette séparation est appelée « dispersion ». Le plus courant des spectres est l’arc-en-ciel. 🌈

👉 Étudier un spectre d’émission ou d’absorption permet d’obtenir des propriétés comme la composition, la température, ou encore la couleur ou la source d’un filtre. C’est extrêmement utilisé en astrophysique pour analyser les étoiles présentes dans l’univers.

Le phénomène de dispersion permet de créer un spectre de lumière. Ainsi, il est possible d’étudier et d’analyser les radiations qui la compose. 😯

Pour info 💡

La dispersion de la lumière à l’aide d’un prisme a été réalisée pour la première fois par Isaac Newton en 1666. L’objectif était de démontrer que la lumière blanche était composée de toutes les couleurs. De cette manière, il a pu expliquer l’origine de l’arc-en-ciel. 🌈

Les longueurs d’ondes

Les radiations lumineuses obtenues grâce au spectre sont associées à une longueur d’onde que l’on appelle « lambda » et que l’on écrit 𝜆. Certaines radiations sont visibles et d’autres ne le sont pas. Les radiations visibles sont comprises entre environ 400 et 800 nanomètres.

👉 Les ondes qui font partie du domaine visible sont appelées des ondes électromagnétiques.

Voici un petit tableau qui récapitule les longueurs d’ondes des radiations.

Couleur	Longueur d'onde
Violet	400-440
Bleu	440-460
Bleu-vert	460-510
Vert	510-560
Jaune	560-610
Orange	610-660
Rouge	660-780

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Les spectres d’émission et d’absorption ✨

Les spectres d’émission

Le spectre d’émission est obtenu en décomposant la lumière émise par une source à l’aide d’un système dispersif comme un prisme ou un réseau.

Schéma du spectre d'émission — *Schéma spectre d’émission*

Tous les éléments de la planète n’émettent pas le même type de spectre. Certains émettent des spectres continus et d’autres des spectres avec des raies.

👉 Un corps chaud soumit à une haute pression, émet un spectre continu.

Exemple : le charbon, de la lave en fusion, un fil à incandescence, émettent un spectre continu.

👉 Un gaz chaud, qui est soumis à une basse pression, émettra un spectre avec des raies.

Exemple : le mercure et le cadmium sont des gaz qui émettent un spectre avec des raies.

Important ⚠️

La couleur qu’émet un corps chauffé ne dépend pas de sa composition. Cela dépend de sa température à la surface. Plus la température augmente, plus le spectre devient de plus en plus lumineux et va aller vers le violet. 😯

Si tu as encore des difficultés avec les spectres, n’hésite pas à demander de l’aide à l’un de nos Sherpas. Il saura t’aider et te conseiller !

Les spectres d’absorption

Le spectre d’absorption est obtenu grâce à la décomposition d’une lumière qui a traversé un corps, qui était éclairé par une lumière blanche.

Comme pour les spectres d’émission, il existe différents spectres d’absorption. Il y a aussi des spectres avec des bandes d’absorption et d’autres avec des raies.

Les bandes d’absorption apparaissent lorsqu’une solution colorée est traversée par de la lumière blanche. Le filtre laisse apparaître les couleurs qui ne sont pas absorbées par la solution colorée. 😯
Les raies d’absorption apparaissent lorsqu’un gaz à basse pression et à basse température est traversé par de la lumière blanche. Dans cette situation, le gaz absorbe les mêmes radiations qu’il peut émettre. 😯

On te remet le même il est plutôt bien foutu.

C’est la fin de cette petite fiche de cours en physique-chimie. On espère que tu as pu en apprendre plus sur les spectres de couleurs et qu’ils n’ont maintenant plus aucun secret pour toi ! N’hésite pas à nous laisser un commentaire pour nous dire si cet article t’a été utile. 😉