Le spectre de Fraunhofer. Le spectre du Soleil est appelé spectre de Fraunhofer en hommage à Joseph von Fraunhofer (1787-1826) qui en a étudié les caractéristiques.
Le spectre est la séparation de la lumière en couleurs élémentaires. L'arc-en-ciel est le plus simple des spectres. On appelle "dispersion" cette séparation (image J-C Baietto).
Spectre continu
Lorsque l'on décompose la lumière blanche du Soleil à l'aide d'un prisme on observe un évantail de couleurs. On dit que la lumière blanche possède un spectre continu, car on passe d'une couleur à une autre sans interruption dans la succession des couleurs.
Le spectre d'émission d'un corps chaud est un spectre continu dont l'étendue dépend de la température de la source lumineuse. Les radiations rouges sont les premières à être émises. Le spectre se complète vers le bleu-violet au fur et à mesure que la température augmente comme le montre l'illustration ci-contre.
Le rayonnement solaire est l'ensemble des ondes électromagnétiques émises par le Soleil.
La lumière blanche est constituée d'un ensemble de couleurs différentes qui constituent le spectre lumi- neux. Ce spectre est polychromatique et continu : il contient toutes les nuances de couleurs entre le violet et le rouge. s'est décomposée et on peut observer les couleurs de l'arc-en-ciel à la sortie du prisme.
Un Soleil légèrement jaune
La lumière qui nous parvient du Soleil est donc une lumière blanche à laquelle il manquerait un peu de bleu. Lorsque nos yeux la perçoivent, les cônes rouges et verts de la rétine sont davantage impressionnés que les bleus et le Soleil nous apparaît donc comme légèrement jaune.
1) Couleur d'un objet éclairé par une lumière blanche
Un objet rouge absorbe toutes les couleurs de la lumière blanche, sauf le rouge, un objet vert absorbe toutes les lumières sauf le vert, etc.
On distingue six couleurs spectrales : le violet, le bleu, le vert, le jaune, l'orange et le rouge. Il existe cependant d'autres couleurs qui ne sont pas spectrales et qui peuvent être obtenues par combinaison de lumières de différentes longueurs d'onde.
Le spectre le plus étendu vers le violet correspond au corps incandescent de température de surface la plus élevée. Le spectre b étant plus étendu vers le violet que le spectre a, il correspond au corps incandescent de température de surface la plus élevée.
Elle se décompose en plusieurs radiations monochromatiques, chacune ayant une longueur d'onde spécifique. Spectre continu : Si le spectre lumineux s'étend du violet au rouge sans interruption, on dit qu'il est continu. Il existe des spectres de radiations non-continus, appelés spectres de raies.
Définitions. Les spectres lumineux (ou spectre de lumière) sont le résultat de la décomposition de la lumière par un spectroscope. Une bulle de savon est un spectroscope. On constate qu'une lumière blanche n'est que la superposition de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel.
Ensemble des radiations monochromatiques résultant de la décomposition d'une lumière ou, plus généralement, d'un rayonnement complexe ; ensemble des radiations émises, absorbées, diffusées, etc., par un élément, une espèce chimique, dans des conditions déterminées.
Spectres de raies, spectres de bandes
La lumière émise par un gaz à basse pression, mais à température élevée, quant à elle, conduit à la formation d'un spectre de raies. Celui-ci est constitué de raies, fines et intenses, correspondant à certaines longueurs d'onde et qui se détachent sur un fond noir.
La réfraction est le phénomène qui fait dévier les rayons de lumière lorsque ceux-ci passent d'un milieu transparent à un autre. Plus l'écart entre les indices de réfraction des deux milieux transparents est grand, plus l'angle de déviation de la lumière est grand.
Plus elle est sombre, plus elle absorbe de lumière, et par là d'énergie lumineuse, qui se transforme en chaleur. Lorsqu'il est haut dans le ciel, le Soleil apporte au voisinage du sol près de 1 000 watts par mètre carré. Un objet de couleur noire absorbera jusqu'à 90 pour cent de cette énergie.
Un objet qui absorbe la couleur bleue sera perçu, lorsqu'il est éclairé par une lumière blanche, comme jaune. En effet, les couleurs présentes dans la lumière blanche incidente qu'il diffuse sont le rouge et le vert qui donnent, par synthèse additive, du jaune (couleur complémentaire de la couleur bleue absorbée).
L'appellation « magenta » étant un nom commercial, elle ne correspond pas à une colorimétrie précise ; le magenta est un pourpre vif, tirant plus sur le rouge que sur le bleu. Sur le cercle chromatique, il se trouve dans la région opposée au vert.
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Le ciel, observé de jour et par temps clair est vu bleu. On a longtemps cru que la couleur bleue du ciel était due à la diffusion (c'est-à-dire la déviation) de la lumière par les poussières en suspension dans l'air. On pensait même qu'un air très pur (sans poussière) ne diffuserait pas la lumière.
Un filtre rouge laisse passer la lumière rouge (grandes longueurs d'ondes du spectre visible) mais absorbe toutes les autres lumières colorées: s'il est éclairé par une lumière blanche de spectre continu il transmet le rouge et absorbe tout ou partie du jaune, du vert, bleu, violet etc.
Formellement, un objet qui apparaît rouge absorbe donc principalement la couleur complémentaire du rouge, c'est-à-dire le cyan; un objet jaune absorbera principalement le bleu; s'il apparaît vert, il absorbera principalement le violet, etc.
Rayleigh pour le bleu du ciel
Si le ciel est bleu c'est en raison de la diffusion de Rayleigh. Elle caractérise la diffusion de la lumière par les particules dont le rayon est très petit par rapport à la longueur d'onde du rayonnement solaire.