Absorption et réflexion des couleurs de la lumière blanche

Publié le 18 janvier, 2024


Transcription vidéo

Introduction à la couleur

Qu’est-ce qui rend une plante verte? Qu’est-ce qui donne à un cardinal mâle ses plumes rouge vif? Pourquoi une orange, eh bien, est-elle orange? Toutes les couleurs du spectre de la lumière visible sont caractérisées par des fréquences différentes. La lumière de couleur verte vit entre 540 et 610 Terahertz. Pour le rouge, les fréquences sont un peu plus basses. Pour le violet, ils sont plus élevés. Mais qu’est-ce qui détermine la couleur d’un objet? Comment les fréquences sont-elles réparties entre les objets rouges, verts et violets? Pour répondre à ces questions, nous devons d’abord nous pencher sur les mystères de la lumière blanche.

Lumière blanche et spectre de couleurs

Si vous faites passer un faisceau de lumière blanche à travers un prisme, vous verrez la lumière se diviser en couleurs de l’arc-en-ciel. Il y a du rouge, de l’orange, du jaune, du vert, du bleu et du violet. Vous pouvez également voir un arc-en-ciel lorsque la lumière du soleil traverse une décoration en cristal ou même le judas de votre porte d’entrée. La lumière du soleil et les autres lumières blanches sont en réalité constituées de nombreuses fréquences différentes. Le soleil émet des ondes infrarouges et ultraviolettes en plus du spectre complet de la lumière visible. Nous ne voyons pas les ondes infrarouges et UV, mais nous voyons toute la gamme des couleurs visibles, toutes regroupées sous forme de lumière blanche. La lumière blanche est la combinaison de nombreuses fréquences différentes de lumière visible provenant de toutes les parties du spectre visible. La seule façon de voir ces fréquences comme des couleurs distinctes est de les séparer en un arc-en-ciel.


La lumière du soleil émet tout le spectre de la lumière visible sous forme de lumière blanche.
Fréquences émises en lumière blanche

Donc, si la lumière du soleil est une lumière blanche et qu’elle se reflète sur des objets comme les plantes, les oiseaux et les oranges, alors pourquoi ne voyons-nous pas ces objets comme blancs? Il s’avère que les différentes fréquences de couleurs sont absorbées et réfléchies différemment dans chaque objet. Apprenons-en davantage sur l’absorption sélective et son lien avec la couleur.

Absorption sélective et réflexion

Disons que vous avez une belle orange mûre dans la main. Vous marchez dehors et la lumière du soleil brille sur l’orange d’en haut. La lumière du soleil est une lumière blanche, elle contient donc toutes les différentes fréquences du spectre de la lumière visible. De nombreuses vagues de lumière différentes rayonnent sur l’orange, chaque vague ayant une fréquence différente. Lorsqu’une onde lumineuse frappe un objet, elle peut faire l’une des trois choses suivantes: elle peut être transmise, elle peut être absorbée ou elle peut être réfléchie. Nous savons qu’aucune des ondes lumineuses n’est transmise à travers l’orange. Si c’était le cas, l’orange apparaîtrait transparente. Puisque nous ne pouvons pas voir à travers les oranges, cela signifie qu’elles sont opaques, et cela signifie que toute la lumière doit être réfléchie ou absorbée.

L’absorption d’une onde lumineuse se produit par résonance. Lorsque la fréquence d’une onde lumineuse correspond à la fréquence de résonance d’un objet, alors l’objet vibre à cette fréquence. L’énergie de l’onde lumineuse reste dans cet objet sous forme d’énergie thermique ou vibratoire. En d’autres termes, vous ne reverrez plus jamais cette onde lumineuse ! Prenons ici cette petite onde lumineuse, qui se trouve être la fréquence de la couleur violette. Lorsque cette onde lumineuse violette frappe l’orange, certaines molécules dans l’orange résonnent à cette fréquence. L’onde lumineuse violette est absorbée par ces molécules, nous ne voyons donc jamais le violet se refléter sur la surface de l’orange. Et le vert? Lorsqu’une onde de lumière verte frappe l’orange, elle entre également en résonance avec certaines molécules de la peau. Il est absorbé et nous ne voyons donc pas de vert non plus. En fait, la plupart des fréquences à l’intérieur du rayon de soleil blanc sont absorbées par l’orange. La seule fréquence qui N’EST PAS absorbée est celle de la couleur orange !


Les ondes lumineuses colorées sont réfléchies ou absorbées par un objet.
Exemple d'absorption sélective

Alors, qu’est-ce qui est différent avec la lumière orange? Au lieu d’être absorbée par l’orange comme les autres couleurs, la lumière orange est réfléchie par la peau du fruit. En réalité, il existe une gamme de fréquences pour la couleur orange. Certaines vagues sont plus rouge-orange et d’autres plus jaunâtres. Mais toutes ces fréquences se reflètent ensemble, donnant à l’orange l’apparence d’être orange. L’apparition de la couleur est due à l’absorption sélective des ondes lumineuses. L’orange n’était pas la seule couleur à apparaître sur le fruit. Mais c’était la seule couleur à refléter. L’absorption sélective décrit la tendance d’un objet à absorber certaines fréquences de lumière plus que d’autres. Un objet qui apparaît d’une certaine couleur reflète la fréquence lumineuse qui correspond à cette couleur et absorbe toutes les autres fréquences du spectre de la lumière visible. Une orange absorbe toutes les fréquences sauf l’orange. Une banane absorbe toutes les fréquences sauf le jaune.

Les pigments dans les êtres vivants

L’absorption sélective se produit dans presque tout ce qui a de la couleur. Cela se produit en raison des propriétés spécifiques des molécules qui composent les objets. Les molécules de la peinture rouge sont légèrement différentes des molécules de la peinture bleue. Les molécules des plumes rouges sont différentes des molécules des plumes bleues. En fait, la plupart des êtres vivants utilisent des produits chimiques spéciaux appelés pigments pour donner à leur corps une certaine couleur. Un pigment est un produit chimique qui modifie la couleur d’une onde lumineuse en absorbant sélectivement une ou plusieurs fréquences lumineuses. Les plumes d’un cardinal mâle sont rendues rouges par des pigments organiques spéciaux appelés caroténoïdes. Les oiseaux obtiennent des caroténoïdes à partir des matières végétales qu’ils consomment. Ils peuvent ainsi créer des couleurs rouges, jaunes ou orange dans leurs plumes. Un autre pigment qu’ils utilisent est la mélanine, le même pigment qui colore la peau humaine. La mélanine est utilisée pour fabriquer les noirs, les bruns et les bronzages des plumes des oiseaux et des poils des mammifères. Les structures totalement noires absorbent toutes les fréquences de la lumière. Dans le cas des structures blanches, il N’Y A PAS de pigments. Ainsi, les plumes blanches et les cheveux blancs apparaissent ainsi parce que TOUTES les fréquences de lumière blanche sont réfléchies par leurs surfaces.

Un pigment biologique très important est le pigment végétal, la chlorophylle. La chlorophylle est ce qui donne aux plantes leur couleur verte. Plus important encore, c’est ce qui leur permet d’absorber l’énergie du soleil et de produire de la nourriture grâce au processus de photosynthèse. La chlorophylle se trouve principalement dans les feuilles et les tiges des plantes. Il absorbe une énorme quantité d’énergie provenant de la lumière blanche du soleil. Il absorbe les ondes dans les fréquences rouges, bleues, violettes, orange et jaunes. Mais il n’absorbe pas très bien la lumière dans les fréquences vertes. Les fréquences vertes sont donc réfléchies à la place ! Et c’est pourquoi les plantes paraissent vertes.


La chlorophylle est un type de pigment qui peut déterminer quelles ondes de couleur sont absorbées.
Exemple de pigment chlorophylle

Le thème commun ici est que la couleur n’existe pas dans les objets. Nous percevons les choses comme ayant une certaine couleur en raison de la façon dont nos yeux perçoivent les différentes fréquences de lumière réfléchies par elles. Les objets qui apparaissent en rouge ne contiennent pas la couleur rouge. Ils contiennent uniquement les molécules qui affectent les ondes lumineuses visibles, de sorte que seul le rouge est réfléchi. La couleur est donc la perception de la fréquence d’une onde lumineuse visible.

Résumé de la leçon

La lumière blanche est une combinaison de toutes les fréquences de la lumière visible. Lorsque la lumière blanche frappe un objet, chaque fréquence de lumière individuelle est transmise, réfléchie ou absorbée, en fonction des propriétés des molécules de surface. Si toutes les fréquences sont absorbées par l’objet, alors il apparaît noir. Si toutes les fréquences sont réfléchies, alors il apparaît en blanc. L’absorption sélective décrit la manière dont certaines fréquences de lumière sont absorbées tandis que d’autres sont réfléchies. Cela se traduit par l’apparition de couleur. Les pigments sont des produits chimiques naturels ou artificiels qui donnent de la couleur aux objets par absorption sélective. Bien que nous décrivions souvent les objets comme « étant » d’une certaine couleur, la vérité est que la couleur n’est que notre perception des fréquences lumineuses réfléchies par les objets.

Résultats d’apprentissage

Après avoir regardé cette leçon, vous devriez être prêt à :

  • Définir la lumière blanche, le pigment et la couleur
  • Expliquer comment les objets semblent avoir une certaine couleur en raison des fréquences lumineuses réfléchies ou absorbées
  • Comprendre le concept d’absorption sélective
  • Examiner les pigments biologiques qui donnent leur couleur aux plantes et aux animaux


Articles Similaires