La lumière blanche du Soleil n'est pas « sans couleur » : c'est un mélange de toutes les couleurs. Il suffit d'un prisme — ou d'une goutte de pluie — pour les révéler une à une.
Chiffres clés
- Lumière visible
- ≈ 380 à 780 nm (limites progressives)
- Primaires (lumière)
- rouge, vert, bleu
- Primaires (pigments)
- cyan, magenta, jaune
- Décomposition
- prisme, goutte d'eau
La lumière blanche est un mélange
Quand la lumière blanche traverse un prisme de verre, elle se décompose en un ruban coloré : le spectre, du rouge au violet, dans l'ordre de l'arc-en-ciel.
Dans une goutte, la lumière est réfractée, partiellement réfléchie à l’intérieur, puis réfractée à nouveau. Les couleurs sortent dans des directions légèrement différentes : c’est l’origine de l’arc-en-ciel. Une goutte ne produit pas une seule couleur ; celle qui atteint notre œil dépend de la géométrie.
Longueur d’onde et couleur perçue
Une lumière monochromatique est caractérisée par sa longueur d’onde : le violet correspond aux plus courtes du visible, le rouge aux plus longues. La sensibilité humaine s’étend approximativement de 380 à 780 nm, sans frontière nette. Toutes les couleurs perçues ne correspondent pas à une longueur d’onde unique : le magenta, par exemple, résulte d’un mélange.
Juste au-delà de ces limites, la lumière existe toujours mais devient invisible pour nous : les infrarouges (plus longs que le rouge, ressentis comme de la chaleur) et les ultraviolets (plus courts que le violet, responsables des coups de soleil).
Pourquoi les objets ont une couleur
La couleur perçue dépend de l’éclairage, de la lumière absorbée ou renvoyée par l’objet et de notre vision. Sous une lumière blanche, une tomate renvoie davantage de rouge que de bleu ou de vert. Sous un autre éclairage, son aspect change. Le simulateur ci-dessous utilise un modèle RVB simplifié.
Couleur de l'objet
Couleur de la lumière
Mélanger des lumières : la synthèse additive
Quand on additionne des lumières colorées, le résultat s'éclaircit. Les trois couleurs primaires de la lumière sont le rouge, le vert et le bleu (RVB).
Rouge + vert donnent du jaune, et les trois ensemble donnent du blanc. C'est exactement ainsi que fonctionne l'écran d'un téléphone ou d'un téléviseur : de minuscules points rouges, verts et bleus qui, mélangés, reproduisent une large gamme de couleurs.
Au centre, les trois lumières s'additionnent : blanc.
Mélanger des pigments : la synthèse soustractive
Avec la peinture ou l'encre, c'est l'inverse : chaque pigment absorbe (soustrait) des couleurs et le mélange s'assombrit. Les primaires sont alors le cyan, le magenta et le jaune (les cartouches d'une imprimante). C'est pourquoi mélanger beaucoup de peintures finit par donner un marron sombre, presque noir.
Au centre, les pigments absorbent la lumière : noir.