Thèse soustractive Objectifs








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titreThèse soustractive Objectifs
date de publication15.11.2016
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TP n°  : Vision des couleurs, synthèse additive et synthèse soustractive

Objectifs :

  • Comprendre les notions de synthèses additive et soustractive de lumières colorées.

  • Résoudre une situation permettant d’appréhender la notion de couleur des objets.

I. Synthèse additive : Restitution des couleurs par un écran plat d'ordinateur.


Document: « Dans les écrans d’ordinateurs ou de télévision à cristaux liquides, l’image est définie par une multitude de points disposés les uns à côté des autres : les pixels. Chaque pixel est lui-même constitué de plusieurs éléments : une cellule de cristaux liquides (état intermédiaire de la matière, à mi-chemin entre le cristal et le liquide), une électrode et un transistor.

Nous savons que le mélange de trois couleurs (le rouge, le vert, le bleu) suffit pour reproduire toutes les couleurs perçues par l’œil humain : c’est la synthèse additive des couleurs. Pour être capable d’afficher n’importe quelle couleur ou presque, chaque point de l’écran doit être composé de trois sous-pixels différents : un de chaque couleur (rouge, vert et bleu). La seule différence entre chacun des sous-pixels tient ainsi au filtre coloré disposé au-dessus, l’ensemble de la cellule étant éclairé par une lumière blanche émise par un tube fluorescent. »

D’après Cédric Ray et Jean-Claude Poizat, La Physique par les objets quotidiens, Belin 2007.

  • Un pixel émet-il de la lumière ? Quel est l’effet d’un filtre sur le faisceau blanc qui le traverse ?

  • Combien y a-t-il de sous-pixels par point (ou pixel) de l’écran ?

Etape 1 : Observer les points (ou pixels) de l'écran blanc de l'ordinateur à l'aide de la webcam.

  • Dessiner à l'intérieur d'un petit cercle un agrandissement de ce que vous observez. Sur votre dessin, encadrer un pixel de l'écran.

  • Pourquoi voit-on du blanc et non pas une juxtaposition des petites zones colorées ?

Etape 2 : obtention d’autres couleurs

On souhaite obtenir de nouvelles couleurs avec un dispositif comportant une lanterne (12 V) qui grâce aux miroirs latéraux permet d’obtenir trois faisceaux colorés rouge, vert et bleu et d’un écran blanc.

A vous de faire des tentatives pour obtenir du cyan, magenta ou du jaune.
Sur votre feuille, dans un tableau, noter vos essais et vos observations.
Etape 3 : Couleurs sur l'écran.

  • A l'aide de la webcam, observer successivement les 7 rectangles rouge, vert, bleu, cyan, jaune, magenta et noir. Pour chaque couleur perçue, relever les sous pixels allumés : compléter le schéma ci-contre.

  • Vérifier qu'il y a accord avec les observations de l'expérience précédente.




  • Sur un écran utilisant le procédé RVB on peut observer une très grande gamme de nuances de couleurs. Proposer une explication.

Conclure :

  • La superposition de 2 lumières colorées complémentaires donne une lumière blanche. En déduire la couleur complémentaire du rouge, du vert et du bleu.

  • Les écrans qui équipent les téléphones, ordinateurs, téléviseurs, ... utilisent le principe de la trichromie et de la synthèse additive. Expliquer les termes soulignés.

II. Synthèse soustractive.

Etape 1: Observer le rectangle blanc à travers le filtre rouge.


  • Quelles couleurs sont absorbées par le filtre ? Faire un schéma (la lumière blanche sera représentée par trois rayons : un vert, un bleu et un rouge).


Source de lumière blanche







  • Prévoir la couleur des rectangles R, V et B observés à travers le filtre rouge. Vérifier vos hypothèses

Etape 2: Observer le rectangle blanc à travers le filtre cyan.


  • Quelle couleur R, V ou B est absorbée par le filtre et quelles couleurs passent à travers celui-ci ? Faire un schéma.

  • Comment qualifie-t-on la couleur absorbée et la couleur perçue ?

  • Prévoir la couleur des rectangles R, V et B observés à travers le filtre cyan. Vérifier vos hypothèses

Etape 3 : Observer le rectangle blanc de l’écran en combinant deux par eux les filtres C, M et J puis en superposant les trois.


  • Noter vos observations.

  • Compléter le document suivant comportant deux exemples de synthèse soustractive


Source de lumière blanche







J C


Source de lumière blanche







C M J

Conclure : Justifier l'appellation "soustractive" donnée à cette synthèse ?

Etape 4 : observer un objet opaque rouge en lumière blanche à travers un filtre, le rouge, le vert et le bleu. Dire quelle(s) couleur(s) R,V B sont diffusées ou absorbées par l'objet ? Compléter le schéma.





A retenir :

La synthèse soustractive repose sur l'absorption sélective des radiations lumineuses d'une lumière incidente.

Pour les plus rapides comment voir un smiley heureux ou un smiley triste ?

Faire des propositions argumentées. Les montrer au professeur avant la mise en œuvre.

  • UN PROBLEME A RESOUDRE:


Dans le film Abyss de James Cameron réalisé en 1989, le héros principal du film se trouve face à un dilemme engageant sa survie et celle de ses amis...Visionnons l’extrait du film.


En justifiant votre argumentation par des expériences, expliquez pourquoi Bud a tant d’hésitation lors de la neutralisation d’une bombe alors que des instructions claires lui sont données par radio ?

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