enseignement, concours caplp interne 2005 : autour de la lumière blanche : synthèse additive, arc en ciel |
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En synthèse additive on combine plusieurs couleurs primaires afin d'obtenir une nouvelle couleur. * l'addition des trois couleurs primaires donne du blanc * l'absence de couleur donne du noir * l'addition de deux couleurs primaires conduit aux couleurs secondaires : rouge + vert donnent le jaune ; rouge + bleu donnent le magenta ; bleu + vert donnent le cyan
rétroprojecteur sur lequel on place un carton noir percé d'une fente de 1cm de large et 20 cm de long. Placer un réseau 600 traits sur la lentille du rétroprojecteur. Orienter le miroir pour une observation murale. Les différentes couleurs observées, ainsi que les deux domaines limites au domaine du visible : Tableau dobservation :
Il fait plus chaud dans une voiture peinte en noir que dans une voiture peinte en blanc, après des durées dexposition au soleil identiques : le noir absorbe toute la lumière reçue ; l'énergie solaire est convertie en énergie thermique. Le blanc diffuse, renvoie toute la lumière reçue. |
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Pour expliquer le principe de larc en ciel à des élèves, on réalise un schéma comportant les éléments suivants : le soleil ; le rideau de pluie ; lobservateur; larc en ciel. Le soleil est derrière l'observateur ; le rideau de pluie est devant l'observateur. Trajet suivi par un rayon de lumière blanche arrivant perpendiculairement à la surface sphérique dune goutte deau. Ce rayon subira successivement une réfraction, une réflexion et une réfraction. Lindice de réfraction moyen de leau est de 1,33. Lindice dun milieu varie avec la longueur donde suivant la loi de Cauchy : n = A + B / l2 avec A et B positifs. or l bleu <lrouge donc nbleu > nrouge. réfraction en E : pour la radiation de longueur d'onde lbleu : nair sin iE = nbleu sin r2 ; pour la radiation de longueur d'onde lrouge : nair sin iE = nrouge sin r1 ; nbleu sin r2 = nrouge sin r1 ; Or "lbleu est inférieure à lrouge " : nrouge < nbleu et donc sin r1 >sin r2 ; r1 > r2 .
réfraction en S1 : nrouge sin r1 = nair sin iS1. Or nair sin iE = nrouge sin r1 d'où : iS1 = iE. réfraction en S2 : nbleu sin r2 = nair sin iS2. Or nair sin iE = nbleu sin r2 d'où : iS2 = iE = iS1.
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