- Un maillot cyan est éclairé successivement en lumière blanche…

La lumière : images, couleurs, photons · Couleurs : synthèses, absorption, diffusion · niveau 2

Énoncé

Un maillot cyan est éclairé successivement en lumière blanche, rouge, verte, puis bleue. De quelle couleur paraît-il à chaque fois ? Justifier par ce qu'il diffuse et ce qu'il absorbe.
Une écharpe blanche, éclairée en lumière jaune, est observée à travers un filtre magenta. Que voit-on ?
L'atmosphère diffuse d'autant plus une radiation que sa longueur d'onde est courte. Expliquer la couleur du ciel en plein jour, puis celle du Soleil couchant.

Corrigé

1. Cyan $=$ vert $+$ bleu : le maillot diffuse V et B, absorbe R.

Blanche (R $+$ V $+$ B) : il diffuse V $+$ B, il paraît cyan.
Rouge : il n'a rien à diffuser, il paraît noir.
Verte : il diffuse le vert, il paraît vert.
Bleue : il diffuse le bleu, il paraît bleu.

2. La lumière jaune contient R $+$ V. L'écharpe blanche les diffuse toutes deux. Le filtre magenta absorbe le vert (sa complémentaire) et laisse passer R $+$ B ; comme il n'arrive pas de bleu, il ne subsiste que le rouge : on voit une écharpe rouge.

3. En plein jour, on regarde à côté du Soleil : on ne voit que la lumière diffusée par l'atmosphère, riche en courtes longueurs d'onde — le ciel est bleu. Au couchant, on regarde à travers une épaisseur d'atmosphère bien plus grande : le bleu a été diffusé hors de la ligne de visée, et la lumière transmise qui nous parvient est appauvrie en bleu — le Soleil paraît rouge-orangé.

Contrôle : les deux réponses de la question 3 sont deux faces du même phénomène — ce qui est retiré du faisceau direct est précisément ce qui colore le reste du ciel. Aucune énergie ne disparaît, elle change seulement de direction.

Piège : dire qu'un objet « est » d'une couleur. Un objet n'a pas de couleur en soi : il a un comportement (ce qu'il absorbe, ce qu'il diffuse), et la couleur naît du couple objet--éclairage.