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 ! 🚀
📌 En bref
Le spectre des couleurs est la décomposition de la lumière blanche en radiations de longueurs d’onde différentes. Le spectre visible va d’environ 400 nm (violet) à 800 nm (rouge). L’arc-en-ciel en est un exemple naturel, dû à la dispersion de la lumière du Soleil par les gouttes d’eau.
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 faible, mais pas de distinguer les couleurs.
- Les cônes : ils permettent de voir les couleurs. Pour cela, il existe trois types de 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 anomalie est due à l’absence ou au mauvais fonctionnement d’un ou de plusieurs types de 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, ils confondent le rouge et le vert.
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 jaune.
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 filtres ou à mélanger 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 des filtres de ces trois couleurs, par magie cette fois-ci, tu obtiendras du noir : plus aucune lumière ne passe. Eh oui tu l’as remarqué, c’est juste l’inverse. 😅
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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 composent. 😯
Pour info 💡
La dispersion de la lumière à l’aide d’un prisme a été étudiée de près par Isaac Newton dès 1666. L’objectif était de démontrer que la lumière blanche était composée de toutes les couleurs. De cette manière, il a pu expliquer les couleurs 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 des ondes électromagnétiques, tout comme les rayons X.
Voici un petit tableau qui récapitule les longueurs d’ondes des radiations.
| Couleur | Longueur d’onde (nm) |
| Violet | 400-446 |
| Bleu | 446-500 |
| Bleu-vert (zone de transition) | 490-510 |
| Vert | 500-578 |
| Jaune | 578-592 |
| Orange | 592-620 |
| Rouge | 620-800 |
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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.
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 soumis à une haute pression émet un spectre continu.
Exemple : des braises de charbon, de la lave en fusion ou un filament à incandescence émettent un spectre continu.
👉 Un gaz chaud, qui est soumis à une basse pression, émettra un spectre avec des raies.
Exemple : la vapeur de mercure ou de cadmium, dans une lampe spectrale, émet 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 lumineux et s’enrichit vers le violet. 😯
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. 😯
Combien de couleurs compte l’arc-en-ciel ? 🌈
L’arc-en-ciel compte sept couleurs par convention : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Ce découpage vient d’Isaac Newton : il a ajouté l’orange et l’indigo aux cinq couleurs principales, pour obtenir sept couleurs comme les sept notes de la gamme. En réalité, le spectre est continu : les couleurs se fondent les unes dans les autres.
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. 😉
FAQ ✅
Qu’y a-t-il au-delà du spectre visible ?
Des ultraviolets, sous 400 nm, et des infrarouges, au-delà de 800 nm, invisibles pour l’œil humain.
Comment se forme un arc-en-ciel ?
Les gouttes de pluie dévient et dispersent la lumière du Soleil : chaque couleur en ressort avec un angle différent.
