Physique de la couleur : ondes, spectres et loi de Beer-Lambert
La lumière est une onde électromagnétique définie par sa longueur d'onde . Le domaine visible s'étend de à . La vision des couleurs repose sur la synthèse additive () pour les sources primaires, et la synthèse soustractive () pour les pigments. Les objets colorés absorbent sélectivement certaines longueurs d'onde. La spectrophotométrie permet de doser une solution chimique grâce à la loi de Beer-Lambert : . Cette loi établit que l'absorbance est proportionnelle à la concentration de l'espèce absorbante.
Le résumé
Comprendre le cours
La lumière est une onde électromagnétique définie par sa longueur d'onde . Le domaine visible s'étend de à . La vision des couleurs repose sur la synthèse additive () pour les sources primaires, et la synthèse soustractive () pour les pigments. Les objets colorés absorbent sélectivement certaines longueurs d'onde. La spectrophotométrie permet de doser une solution chimique grâce à la loi de Beer-Lambert : . Cette loi établit que l'absorbance est proportionnelle à la concentration de l'espèce absorbante.
Avant de commencer
Prérequis
Connaissance des ondes mécaniques
Notion de fréquence et période
Compréhension du modèle du photon (approché)
Le plan
Structure du cours
- 1
La nature de la lumière
Le spectre électromagnétiqueModèle ondulatoireLa lumière est une onde électromagnétique.
La longueur d'onde dans le vide caractérise la couleur.
Le domaine visible s'étend de à .
- 2
La perception des couleurs
Synthèse additiveSynthèse soustractiveSynthèse additive (RVB) : écrans, projecteurs.
Synthèse soustractive (CMJ) : peintures, filtres, pigments.
- 3
L'interaction matière-lumière
Absorption et diffusionLoi de Beer-LambertUn objet coloré absorbe certaines longueurs d'onde.
L'absorbance est proportionnelle à la concentration : .
À retenir
Notions clés
Longueur d'onde
À mémoriserDistance parcourue par l'onde pendant une période temporelle .
Le violet a une longueur d'onde proche de .
Loi de Beer-Lambert
À mémoriserRelation linéaire entre l'absorbance et la concentration molaire d'une espèce en solution.
Utilisation d'un spectrophotomètre pour doser une solution de sulfate de cuivre .
Synthèse additive
À mémoriserAddition de sources lumineuses colorées (Rouge, Vert, Bleu).
Le mélange de Rouge et Vert donne du Jaune sur un écran.
En pratique
Exemple résolu
Détermination de la concentration d'une solution de colorant par spectrophotométrie.
- 1
Étape 1 : Choisir la longueur d'onde correspondant au maximum d'absorption.
- 2
Étape 2 : Mesurer l'absorbance de plusieurs solutions étalons de concentrations connues .
- 3
Étape 3 : Tracer la droite d'étalonnage et déterminer par lecture graphique ou calcul.
Mémoriser plus vite
Astuces & analogies
Synthèse soustractive (CMJ)
CMJ = Ce Matin J'enlève (la lumière). Chaque filtre enlève une couleur à la lumière blanche.
Ordre du spectre
RVB (Rouge, Vert, Bleu) : ordre des longueurs d'onde croissantes de la lumière visible.
Ne plus se tromper
Erreurs fréquentes
Confondre la couleur d'un objet par diffusion et par transmission.
Un objet paraît coloré car il diffuse la lumière qu'il ne peut pas absorber. Un filtre paraît coloré car il transmet certaines longueurs d'onde.
Penser que (absorbance) a une unité.
L'absorbance est une grandeur sans unité car , où est la transmittance.
Se tester
Flashcards
Cliquez sur une carte pour révéler la réponse.
Continuer à réviser
Physique : Étude du circuit RC série
Le circuit RC est composé d'un condensateur de capacité et d'une résistance . Il permet de stocker de l'énergie électrique sous forme de ch...
Bilans et transferts thermiques : concepts et calculs
La thermodynamique en terminale repose sur la maîtrise des transferts thermiques. On distingue trois modes : conduction, convection et rayonnement. Le...
Mécanique céleste : lois de Kepler et gravitation
Le mouvement des planètes autour du Soleil est régi par les trois lois de Kepler. La première précise que l'orbite est une ellipse dont le Soleil occu...