Couleurs, synthèse : corrigé des exercices de sciences physiques première – PDF gratuit à télécharger et imprimer

1. Synthèse additive : rouge, vert, bleu ; synthèse soustractive : cyan, magenta, jaune.
2. Additive : blanc ; soustractive : noir.
3. Deux couleurs sont complémentaires si leur synthèse additive donne du blanc : rouge–cyan, vert–magenta, bleu–jaune.
4. Elle absorbe le rouge et le bleu et diffuse le vert.

a. Vrai : R + V = jaune.
b. Faux : on obtient un brun sombre, car le rouge absorbe le vert et le bleu, et le vert absorbe le rouge et le bleu : presque tout est absorbé.
c. Vrai : sans lumière, on ne voit rien.
d. Vrai : un filtre cyan transmet le bleu et le vert, et absorbe le rouge.
e. Vrai : l’objet bleu n’a pas de bleu à diffuser et absorbe le rouge.
f. Vrai : le cyan absorbe le rouge, le jaune absorbe le bleu : il reste le vert.

1. Zone 1 : jaune (R + V) ; zone 2 : cyan (V + B) ; zone 3 : magenta (R + B) ; zone 4 : blanc (R + V + B).
2. Il reste R + B : la zone 4 devient magenta.
3. Le jaune (R + V) + bleu donne du blanc : le bleu est sa complémentaire.

R + V = jaune ; V + B = cyan ; R + B = magenta ; R + V + B = blanc ; jaune + bleu = (R + V) + B = blanc ; cyan + rouge = (V + B) + R = blanc ; magenta + vert = (R + B) + V = blanc.

Cyan + jaune : le cyan absorbe le rouge, le jaune absorbe le bleu, reste le vert : vert. Magenta + jaune : absorbent le vert et le bleu, reste le rouge : rouge. Cyan + magenta : absorbent le rouge et le vert, reste le bleu : bleu. Cyan + magenta + jaune : absorbent le rouge, le vert et le bleu : noir (ou très sombre).

1. Rouge ↔ cyan ; vert ↔ magenta ; bleu ↔ jaune.
2. Elle paraît jaune, complémentaire du bleu.
3. Un pull qui absorbe le cyan (donc le bleu et le vert) diffuse le rouge : il est rouge.

1. Le filtre cyan transmet le bleu et le vert ; le filtre magenta transmet le rouge et le bleu.
2. Seul le bleu traverse les deux : l’écran est bleu.
3. Le filtre jaune transmet le rouge et le vert, et arrête le bleu : plus aucune radiation ne passe, l’écran est noir.
4. Non : seul compte ce que chaque filtre laisse passer, l’ordre est sans importance.

Tomate rouge (diffuse le rouge) : blanche → rouge ; rouge → rouge ; verte → noire ; bleue → noire. Banane jaune (diffuse rouge et vert) : blanche → jaune ; rouge → rouge ; verte → verte ; bleue → noire. Feuille verte (diffuse le vert) : blanche → verte ; rouge → noire ; verte → verte ; bleue → noire. Un objet ne diffuse que les radiations qu’il reçoit et qu’il n’absorbe pas.

1. λ_max = 630 nm, absorbance A = 0,80.
2. Il absorbe l’orange-rouge (vers 630 nm) : la solution paraît bleu-vert (cyan), complémentaire du rouge.
3. ε = A ÷ (ℓ × c) = 0,80 ÷ (1,0 × 2,0 × 10⁻⁵) = 4,0 × 10⁴ L·mol⁻¹·cm⁻¹.
4. À λ_max, la sensibilité est maximale : une petite variation de concentration donne une grande variation d’absorbance, et la mesure est plus précise.

a. Elle absorbe le bleu : elle paraît jaune-orangé.
b. Elle absorbe l’orange-rouge : elle paraît bleu-vert (cyan).
c. Elle absorbe tout : elle paraît noire.
d. Elle ne retient rien : elle est incolore.

1. T ≥ 50 % pour environ 505 nm à 575 nm (du bleu-vert au jaune).
2. Il laisse surtout passer le vert : en lumière blanche il est vert.
3. T(650 nm) ≈ 2 % : presque rien ne passe, le filtre paraît presque noir en lumière rouge.
4. T(530 nm) = 85 % : 1 000 × 0,85 = 850 unités.

1. Blanc : R, V et B ; jaune : R et V ; magenta : R et B ; noir : aucun.
2. 256 × 256 × 256 = 256³ = 16 777 216 couleurs (environ 16,8 millions).
3. Cyan = V + B : (0 ; 255 ; 255).
4. L’écran émet des lumières qui s’ajoutent ; le papier imprimé ne fait que diffuser la lumière ambiante, dont les encres absorbent certaines radiations.

1. S : ≈ 450 nm (maximum vers 440 nm) ; M : ≈ 525–550 nm (535 nm) ; L : ≈ 575 nm (565 nm).
2. À 500 nm, ce sont les cônes M (environ 0,65), puis S (0,10) et L (0,30) qui sont stimulés : on perçoit un bleu-vert.
3. À 600 nm, les cônes L sont les plus stimulés (≈ 0,7 contre ≈ 0,25 pour M) : on perçoit un orange.
4. Il perçoit mal le rouge et l’orange (grandes longueurs d’onde, au-delà de 600 nm).

1. Rouge : magenta + jaune ; vert : cyan + jaune ; bleu : cyan + magenta.
2. Le papier blanc diffuse toutes les radiations de la lumière blanche.
3. Les encres réelles ne sont pas parfaites : C + M + J donne un brun sombre ; l’encre noire donne un vrai noir, pour un coût moindre et un séchage plus rapide.
4. L’encre cyan absorbe le rouge : en lumière rouge, elle ne diffuse rien, on voit du noir.

a. R + V + B donne du blanc.
b. Un objet bleu diffuse la lumière bleue ; il absorbe les autres couleurs.
c. La complémentaire du vert est le magenta ; celle du rouge est le cyan.
d. Le magenta est une primaire de la synthèse soustractive ; en additive, il est secondaire (R + B).
e. Une solution paraît de la couleur complémentaire de la radiation qu’elle absorbe.

1. Projecteur vert : robe noire ; gilet vert ; chaussures vertes. Projecteur bleu : robe noire ; gilet noir ; chaussures bleues. Projecteur jaune (R + V) : robe rouge ; gilet jaune ; chaussures jaunes. Projecteur blanc : robe rouge ; gilet jaune ; chaussures blanches.
2. Le projecteur bleu : robe et gilet paraissent noirs.
3. Éviter le vert et le bleu : la robe, qui ne diffuse que du rouge, n’aurait rien à renvoyer.

1. c = A ÷ (ε ℓ) = 0,40 ÷ (4,0 × 10⁴ × 1,0) = 1,0 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹.
2. n = c × V = 1,0 × 10⁻⁵ × 0,100 = 1,0 × 10⁻⁶ mol ; m = n × M = 1,0 × 10⁻⁶ × 500 = 5,0 × 10⁻⁴ g = 0,50 mg.
3. L’absorbance est divisée par 10 : A = 0,040 ; elle est trop faible, proche du bruit de mesure, donc peu précise.

1. I(450) ÷ I(700) = (700 ÷ 450)⁴ = 1,556⁴ ≈ 5,9 : le bleu est environ 6 fois plus diffusé que le rouge.
2. En plein jour, la lumière du Soleil diffusée dans toutes les directions par l’atmosphère est riche en bleu : c’est cette lumière diffusée que l’on reçoit en regardant le ciel.
3. À l’horizon, la lumière traverse une très grande épaisseur d’atmosphère : le bleu est diffusé hors du faisceau, il reste surtout du rouge et de l’orange.

Modèle : chaque peinture absorbe une partie du spectre de la lumière blanche et diffuse le reste. Quand on mélange des peintures, les radiations absorbées par chacune s’ajoutent : il reste de moins en moins de lumière diffusée, et le mélange est de plus en plus sombre : c’est la synthèse soustractive. Avec des projecteurs, chaque faisceau apporte sa propre lumière : les intensités s’ajoutent et, avec le rouge, le vert et le bleu, on obtient du blanc : c’est la synthèse additive.

Protocole : (1) régler le zéro (blanc) avec une cuve d’eau distillée ; (2) mesurer l’absorbance de la solution mère diluée tous les 20 à 25 nm entre 400 et 750 nm, puis affiner autour du maximum ; (3) tracer A = f(λ) et lire λ_max. (4) À λ_max, préparer des solutions étalons de concentrations connues (dilutions de la solution mère) et mesurer leur absorbance ; (5) tracer A = f(c) : droite passant par l’origine (loi de Beer-Lambert) ; (6) mesurer l’absorbance de la solution commerciale (éventuellement diluée pour rester dans la zone linéaire, A < 1) et déterminer sa concentration graphiquement, en tenant compte du facteur de dilution. On choisit λ_max pour la sensibilité, et A < 1 pour que la loi soit valable.