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Formation et Caractéristiques des Images et Couleurs - Lentilles et Synthèses

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Justine

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La formation de l'image dans l'œil et les caractéristiques d'une image optique sont des concepts clés en optique. Ce document explore la formation des images par les lentilles convergentes, les principes de la synthèse additive et soustractive des couleurs, ainsi que les interactions entre la lumière et les objets colorés.

• La construction géométrique des images formées par une lentille convergente utilise des rayons particuliers.
• Les formules de conjugaison et de grandissement permettent de caractériser quantitativement les images.
• La synthèse additive des couleurs repose sur la superposition de lumières colorées primaires.
• La synthèse soustractive implique l'absorption de certaines radiations par des filtres ou pigments.
• La couleur perçue d'un objet dépend de la lumière incidente et des propriétés de réflexion/absorption de l'objet.

16/10/2022

399

PHYSIQUE 1/3 Image et couleurs I-image 1- formation d'un image •Pour construire l'image A'B' de l'objet AB, on trace trois rayon particulier

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Caractéristiques des images formées par une lentille convergente

Les caractéristiques d'une image optique formée par une lentille convergente varient selon la position de l'objet :

  1. Lorsque l'objet AB est situé entre le foyer F et le centre optique O de la lentille convergente, l'image A'B' est virtuelle et située avant la lentille.

Definition: Une image virtuelle ne peut pas être recueillie sur un écran, mais peut être observée à travers la lentille.

La lentille convergente image droite ou renversée dépend de la position de l'objet. Dans le cas d'une image virtuelle, elle est toujours plus grande que l'objet et droite.

Le grandissement γ est un paramètre important qui caractérise la taille relative de l'image par rapport à l'objet :

γ = A'B' / AB = OA' / OA

Highlight: Le signe du grandissement indique si l'image est droite (γ > 0) ou renversée (γ < 0).

Example: Si |γ| > 1, l'image est plus grande que l'objet ; si |γ| < 1, l'image est plus petite que l'objet.

La construction de l'image d'un objet par une lentille convergente peut être réalisée graphiquement ou calculée à l'aide de la formule de conjugaison.

PHYSIQUE 1/3 Image et couleurs I-image 1- formation d'un image •Pour construire l'image A'B' de l'objet AB, on trace trois rayon particulier

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Couleurs complémentaires et interactions lumière-matière

Couleurs complémentaires

Les couleurs complémentaires sont des paires de couleurs qui, lorsqu'elles sont combinées en synthèse additive, produisent du blanc.

Definition: Deux couleurs sont complémentaires si leur superposition donne du blanc en synthèse additive.

Example: Le rouge et le cyan sont des couleurs complémentaires.

Couleur d'un objet

La couleur d'un objet éclairé par une lumière colorée dépend de plusieurs facteurs :

  1. La lumière incidente : c'est la lumière qui provient directement d'une source lumineuse et qui est réfléchie sur l'objet.

  2. Les propriétés de l'objet : comment il interagit avec la lumière incidente.

Highlight: La lumière incidente peut être absorbée, diffusée ou transmise par l'objet.

  • Absorption : l'objet absorbe certaines longueurs d'onde de la lumière.
  • Diffusion : l'objet renvoie la lumière dans toutes les directions de l'espace.
  • Transmission : la lumière traverse l'objet s'il est transparent.

Example: Un objet rouge éclairé en lumière verte apparaîtra noir car il absorbe la lumière verte et n'a pas de rouge à réfléchir.

La compréhension de ces interactions est cruciale pour expliquer des phénomènes tels que la couleur absorbée couleur perçue et l'action d'un filtre coloré sur la lumière.

PHYSIQUE 1/3 Image et couleurs I-image 1- formation d'un image •Pour construire l'image A'B' de l'objet AB, on trace trois rayon particulier

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Formule de conjugaison et applications

La formule de conjugaison est un outil mathématique essentiel pour déterminer la position de l'image en fonction de la position de l'objet et des caractéristiques de la lentille :

1/OA' - 1/OA = 1/OF'

Où OF' est la distance focale de la lentille.

Definition: La distance focale est la distance entre le centre optique de la lentille et son foyer principal image.

Cette formule permet de calculer précisément la position de l'image sans avoir à effectuer une construction géométrique complète.

Highlight: La formule de conjugaison est particulièrement utile pour les calculs numériques en optique géométrique.

La lentille convergente image virtuelle se produit lorsque l'objet est placé entre le foyer et le centre optique, comme mentionné précédemment. Dans ce cas, la formule de conjugaison donne une valeur négative pour OA', indiquant que l'image est du même côté que l'objet par rapport à la lentille.

PHYSIQUE 1/3 Image et couleurs I-image 1- formation d'un image •Pour construire l'image A'B' de l'objet AB, on trace trois rayon particulier

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Formation des images par une lentille convergente

La formation des images par une lentille convergente est un processus optique fondamental. Pour construire géométriquement l'image A'B' d'un objet AB, on utilise trois rayons particuliers :

  1. Le rayon passant par le centre optique, qui n'est pas dévié.
  2. Le rayon incident parallèle à l'axe optique, qui émerge en convergeant au foyer principal image F'.
  3. Le rayon incident passant par le foyer principal objet F, qui émerge parallèlement à l'axe optique.

Highlight: La position de l'image par rapport à la lentille détermine si elle est réelle (peut être projetée sur un écran) ou virtuelle.

Example: Lorsque l'image A'B' est située après la lentille, elle est réelle et peut être recueillie sur un écran.

La caractéristique image lentille convergente dépend de la position de l'objet par rapport aux points focaux et au centre optique de la lentille.

Vocabulary: Le foyer principal est le point où convergent les rayons parallèles à l'axe optique après avoir traversé la lentille.

PHYSIQUE 1/3 Image et couleurs I-image 1- formation d'un image •Pour construire l'image A'B' de l'objet AB, on trace trois rayon particulier

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Synthèse additive et soustractive des couleurs

La théorie des couleurs en physique repose sur deux principes fondamentaux : la synthèse additive et la synthèse soustractive.

Synthèse additive

La synthèse additive des couleurs est basée sur la superposition de lumières colorées. Les trois couleurs primaires en synthèse additive sont le rouge, le vert et le bleu (RVB).

Definition: La synthèse additive est la superposition de lumières colorées permettant d'obtenir une infinité d'autres couleurs.

Example: En combinant les trois couleurs primaires à intensité maximale, on obtient de la lumière blanche.

Cette méthode est utilisée dans les écrans de télévision et d'ordinateur pour produire toutes les couleurs visibles.

Synthèse soustractive

La synthèse soustractive concerne l'absorption de certaines radiations colorées par des matières colorées ou des filtres.

Definition: La synthèse soustractive est le processus par lequel certaines longueurs d'onde de la lumière sont absorbées, ne laissant que certaines couleurs visibles.

Les couleurs primaires en synthèse soustractive sont le cyan, le magenta et le jaune (CMJ).

Example: Un filtre magenta absorbe la couleur verte, ne laissant passer que le rouge et le bleu.

La synthèse soustractive est utilisée dans l'impression couleur et la peinture.

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J'aime tellement cette application [...] Je recommande Knowunity à tout le monde ! !! Je suis passé de 11 à 16 grâce à elle :D

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L'application est très simple à utiliser et bien faite. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais :D

Lola, utilisatrice iOS

J'adore cette application ❤️ Je l'utilise presque tout le temps pour réviser.

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• La construction géométrique des images formées par une lentille convergente utilise des rayons particuliers.
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• La synthèse additive des couleurs repose sur la superposition de lumières colorées primaires.
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Highlight: Le signe du grandissement indique si l'image est droite (γ > 0) ou renversée (γ < 0).

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  2. Le rayon incident parallèle à l'axe optique, qui émerge en convergeant au foyer principal image F'.
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Highlight: La position de l'image par rapport à la lentille détermine si elle est réelle (peut être projetée sur un écran) ou virtuelle.

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Synthèse additive

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