Voici le corrigé du TP sur les couleurs : mélanges obtenus, spectre d’absorption du colorant rouge, réponses détaillées et compte rendu modèle. Les valeurs d’absorbance peuvent varier un peu selon l’appareil.
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Résultats types : corrigé du TP sur les couleurs
| Éclairage ou filtre | Couleur observée sur l’écran |
|---|---|
| Rouge + vert | jaune |
| Vert + bleu | cyan |
| Rouge + bleu | magenta |
| Rouge + vert + bleu | blanc |
| Filtre cyan + filtre jaune | vert |
| Filtre cyan + magenta + jaune | noir (presque) |
| λ (nm) | 400 | 425 | 450 | 475 | 500 | 525 | 550 | 575 | 600 | 625 | 650 | 700 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | 0,06 | 0,08 | 0,13 | 0,30 | 0,62 | 0,80 | 0,66 | 0,34 | 0,14 | 0,07 | 0,04 | 0,02 |
Réponses aux questions
- On observe jaune (R + V), cyan (V + B), magenta (R + B) et blanc (R + V + B) : conforme à la synthèse additive.
- Cyan + jaune donne le vert ; avec les trois filtres, chaque primaire additive est arrêtée par l’un des filtres (le cyan arrête le rouge, le magenta le vert, le jaune le bleu) : il ne reste presque rien, l’écran est sombre.
- Le papier vert diffuse uniquement le vert ; en lumière rouge il n’a rien à diffuser et il absorbe le rouge : il paraît noir.
- Le maximum est atteint pour λmax = 525 nm avec Amax = 0,80.
- À 525 nm, on absorbe le vert ; la solution paraît donc de la couleur complémentaire du vert, le magenta (rose-rouge). Le bleu (450 nm) et le rouge (> 600 nm) sont peu absorbés : ils sont transmis et leur mélange donne du magenta.
- ε = A ÷ (ℓ × c) = 0,80 ÷ (1,0 × 2,0 × 10−5) = 4,0 × 104 L·mol−1·cm−1.
- La source et le détecteur n’ont pas la même efficacité selon la longueur d’onde et la cuve elle-même absorbe un peu : le « blanc » avec l’eau distillée supprime ces effets et mesure uniquement l’absorbance du colorant.
- La courbe est très pointue autour du maximum : un pas de 25 nm peut manquer le sommet. Si on dilue, l’absorbance diminue (A proportionnelle à c), la solution paraît plus claire mais le λmax ne change pas.
Conclusion et compte rendu modèle
Avec trois lampes à filtres rouge, vert et bleu, nous avons vérifié la synthèse additive : R + V donne du jaune, V + B du cyan, R + B du magenta et les trois ensemble du blanc. Avec des filtres cyan, magenta et jaune superposés, nous avons observé la synthèse soustractive : cyan et jaune donnent du vert, et les trois filtres arrêtent presque toute la lumière. Le spectre d’absorption de la solution de colorant rouge, relevé de 400 à 700 nm, présente un maximum d’absorbance A = 0,80 pour λmax = 525 nm : le colorant absorbe le vert. Il apparaît donc de la couleur complémentaire, le magenta, en accord avec l’observation. La loi de Beer-Lambert donne un coefficient d’absorption molaire ε = 4,0 × 104 L·mol−1·cm−1. Les incertitudes viennent de la lecture de l’absorbance (± 0,01), du réglage du zéro et du pas de 25 nm entre les mesures.
Erreurs fréquentes en TP
- Oublier de refaire le zéro avec l’eau distillée à chaque longueur d’onde.
- Laisser des traces de doigts ou des gouttes sur les faces transparentes de la cuve.
- Confondre les deux synthèses et prévoir du noir avec des lumières ou du blanc avec des filtres.
- Dire que la solution a la couleur absorbée, alors qu’elle a la couleur complémentaire.
- Tracer le spectre avec trop peu de points autour du maximum.