🎯 Objectifs du chapitre cliquer pour développer

Comprendre la nature ondulatoire de la lumière et les notions de longueur d’onde et fréquence.
Distinguer synthèse additive (RGB) et synthèse soustractive (CMJ) et leurs applications en atelier de menuiserie.
Connaître les principales sources lumineuses utilisées en atelier et leurs caractéristiques.
Identifier les types de photodétecteurs et leurs applications en menuiserie et agencement.
Calculer un éclairement et utiliser la loi en 1/d².

Fiche résumé — Lumière, couleurs et photodétecteurs

Chapitre 14 | Seconde Bac Pro | Physique-Chimie

Nature de la lumière

Onde électromagnétique
Spectre visible : 380 nm (violet) à 780 nm (rouge)
1 nm = \(10^{-9}\) m

\( c = \lambda \times f \)

\(c = 3 \times 10^8\) m/s, \(\lambda\) en m, \(f\) en Hz

Spectre visible

Violet : 380-450 nm
Bleu : 450-495 nm
Vert : 495-570 nm
Jaune : 570-590 nm
Orange : 590-620 nm
Rouge : 620-780 nm

Lumière blanche = superposition de toutes les couleurs.

Synthèse additive (RGB)

Primaires : Rouge + Vert + Bleu
R + G = Jaune
R + B = Magenta
G + B = Cyan
R + G + B = Blanc

Utilisée pour les écrans et éclairages LED RGB.

Synthèse soustractive (CMJ)

Primaires : Cyan + Magenta + Jaune
Chaque filtre absorbe une composante
C + M + J = Noir (en théorie)

Utilisée pour l'impression et les pigments (peinture, lasure bois).

Photodétecteurs

LDR : résistance diminue avec la lumière (éclairage automatique)
Photodiode : rapide, capteurs de présence sur machines
Cellule photovoltaïque : convertit lumière en électricité
Capteur CCD/CMOS : imagerie (caméra de contrôle qualité)

Éclairement et loi en 1/d²

\( E = \dfrac{I}{d^2} \)

\(E\) : éclairement en lux (lx)
\(I\) : intensité lumineuse en candelas (cd)
\(d\) : distance en m
Atelier : 500 lx recommandés (norme)

Piège 1 : Confondre synthèse additive et soustractive. Additive (lumières) : R+G+B = blanc. Soustractive (pigments) : C+M+J = noir.

Piège 2 : Oublier de convertir les nm en m pour utiliser \(c = \lambda \times f\). Exemple : 550 nm = \(550 \times 10^{-9}\) m.

Piège 3 : Penser qu'un objet rouge « produit » de la lumière rouge. En réalité, il absorbe toutes les couleurs sauf le rouge qu'il diffuse.

Astuce : Pour la finition du bois, choisir une source avec un IRC (indice de rendu des couleurs) supérieur ou égal à 90 pour percevoir les teintes fidèlement.

Astuce : La loi en \(1/d^2\) signifie que si on double la distance, l'éclairement est divisé par 4. Rapprocher la source améliore beaucoup l'éclairage.

Résumé express — Méthode type

Identifier le type de synthèse : additive (lumières, écrans) ou soustractive (pigments, impression).
Pour calculer \(f\) ou \(\lambda\) : utiliser \(c = \lambda \times f\) avec \(\lambda\) en mètres.
Pour l'éclairement : appliquer \(E = I/d^2\), vérifier que la distance est en mètres.
Pour choisir un photodétecteur : LDR pour l'éclairage automatique, photodiode pour la détection rapide.
Vérifier les unités : \(\lambda\) en m (ou nm pour le spectre), \(f\) en Hz, \(E\) en lux.