Toutes les couleurs que nous voyons sont-elles dans le spectre de la lumière visible?

Chaque couleur de l'arc-en-ciel représente sa propre longueur d'onde qui est incluse dans le spectre de la lumière visible .

Le spectre de la lumière visible est une très petite partie du large spectre des ondes électromagnétiques. La plus longue longueur d'onde de la lumière visible est de 700 nanomètres, ce qui lui donne une couleur rouge, tandis que la plus courte est de 400 nanomètres, lui donnant une impression de violet ou de violet.

En dehors de la plage de 400 à 700 nanomètres, l'œil humain est incapable de le voir; par exemple des rayons infrarouges avec une gamme de longueurs d'onde de 700 nanomètres à 1 millimètre.

Les arcs-en-ciel apparaissent lorsque la lumière blanche du soleil est réfractée par des gouttelettes d'eau qui plient divers types de lumière en fonction de leurs longueurs d'onde. La lumière du soleil qui apparaît blanche à nos yeux est décomposée en d'autres couleurs.

Dans nos yeux, il y a des impressions de différentes couleurs telles que le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le bleu, l'indigo et le violet.

Ce phénomène est connu sous le nom de dispersion de la lumière, qui est la décomposition de la lumière polychromatique (composée de différentes couleurs) en constituants monochromatiques de la lumière. Outre les arcs-en-ciel, ce phénomène peut également être observé sur des prismes ou des treillis exposés à une source de lumière blanche. Newton a utilisé un prisme pour disperser la lumière blanche du soleil.

Les couleurs d'un arc-en-ciel sont appelées couleurs spectrales, couleurs monochromatiques ou couleurs pures . On l'appelle spectrale parce que ces couleurs apparaissent dans le spectre des ondes électromagnétiques et représentent des longueurs d'onde individuelles. Appelées monochromatiques ou pures car ces couleurs ne sont pas le résultat d'une combinaison d'autres couleurs.

S'il y a des couleurs pures, y a-t-il des couleurs impures?

En dehors des couleurs spectrales ou pures, il existe d'autres couleurs que les humains peuvent voir qui ne sont certainement pas spectrales ou impures. Ces couleurs sont appelées couleurs non spectrales ou couleurs mélangées qui n'existent pas dans le spectre des ondes électromagnétiques.

Les couleurs non spectrales sont composées de couleurs monochromatiques et ne représentent pas des longueurs d'onde de lumière visible spécifiques. Même s'ils ne sont pas dans le spectre, ils donnent toujours à nos yeux une certaine impression de couleur, tout comme les couleurs spectrales. Une couleur violette non spectrale ressemblera à une couleur violette spectrale, de même que toute autre couleur.

Il y a plusieurs couleurs non spectrales, c'est-à-dire pas dans le spectre

Par exemple, lorsque nous pensons voir du jaune sur l'écran de notre smartphone , il n'y a en fait pas de couleur jaune pur avec une longueur d'onde de 570 nanomètres qui pénètre dans nos yeux.

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Les couleurs vertes et rouges émises par l'écran s'illuminent ensemble pour former une impression jaune dans notre cerveau. Le jaune que nous voyons sur les appareils électroniques n'est pas le même que le jaune dans le spectre de la lumière visible.

Si nous regardons attentivement notre écran de barre de télévision, vous verrez que les lignes courtes de rouge, vert et bleu sont disposées à plusieurs reprises.

Lorsque le moniteur affiche du blanc, nous verrons les trois bandes de la couleur également brillantes; à l'inverse, lorsque notre téléviseur est éteint, les trois couleurs sont complètement éclairées et donnent une impression de noir. Lorsque nous pensons voir du jaune, il s'avère que les lignes rouges et vertes sont plus lumineuses que les bandes bleues.

Pourquoi utiliser le rouge, le vert et le bleu?

La raison réside dans la structure des récepteurs de lumière sur la rétine de nos yeux. Dans la rétine humaine, il existe deux types de récepteurs de lumière, à savoir les cellules en bâtonnets et les cellules coniques.

Les cellules coniques agissent comme des récepteurs dans des conditions de lumière et sont sensibles à la couleur, tandis que les cellules en bâtonnets sont des récepteurs de lumière lorsque les choses sont sombres et réagissent beaucoup plus lentement mais sont plus sensibles à la lumière.

La vision des couleurs à nos yeux est la «responsabilité» des cônes comptant environ 4,5 millions. Il existe trois types de cônes:

Short (S), le plus sensible à la lumière avec une longueur d'onde d'environ 420-440 nanomètres, est identifié avec la couleur bleue.
Le milieu (M), culminant à environ 534-545 nanomètres, est identifié avec du vert.
La longueur (L), environ 564-580 nanomètres, est identifiée en rouge.

Chaque type de cellule est capable de répondre à une large gamme de longueurs d'onde de la lumière visible, bien qu'il ait une sensibilité plus élevée à certaines longueurs d'onde.

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Ce niveau de sensibilité est également différent pour chaque être humain, ce qui signifie que chaque humain ressent les couleurs différemment des autres.

Représentation graphique de la sensibilité des trois types de cellules:

Quelle est la signification de ce graphique de niveau de sensibilité? Supposons qu'une onde de lumière jaune pure d'une longueur d'onde de 570 nanomètres pénètre dans l'œil et frappe les récepteurs de trois types de cellules coniques.

Nous pouvons connaître la réponse de chaque type de cellule en lisant le graphique. À une longueur d'onde de 570 nanomètres, les cellules de type L montrent la réponse maximale suivie des cellules de type M, tandis que le type S est égal à zéro. Seules les cellules des types L et M répondent à la lumière jaune de 570 nanomètres.

En connaissant la réponse de chaque type de cellule conique, nous pouvons créer une imitation de couleur monochromatique. Ce qu'il faut faire, c'est stimuler les trois types de cellules pour qu'elles répondent comme s'il y avait une couleur pure.

Pour créer une impression jaune, nous n'avons besoin que d'une source de lumière monochromatique verte et rouge avec une intensité visible sur le graphique de sensibilité. Cependant, veuillez également noter que cette comparaison n'est ni valable ni rigide. Il existe une variété de normes de couleur utilisées pour créer de nouvelles couleurs. Par exemple, si nous regardons la norme de couleur RVB, en jaune, le rapport de couleur rouge-vert-bleu est de 255: 255: 0.

Avec le bon rapport ou selon l'état des yeux d'une personne, une couleur monochromatique pure ne peut pas être distinguée des couleurs mélangées.

Alors, comment savoir quelles couleurs sont pures et lesquelles sont mélangées? C'est facile, il suffit de diriger les rayons colorés vers le prisme comme dans l'expérience que Newton a faite avec la lumière du soleil. Les couleurs pures ne subissent que la flexion, tandis que les couleurs non spectrales subiront une dispersion qui sépare les rayons constitutifs.

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Lecture des sources:

Introduction à la théorie des couleurs . John W. Shipman. //infohost.nmt.edu/tcc/help/pubs/colortheory/colortheory.pdf
Conférence 26: Couleur et lumière . Robert Collins. //www.cse.psu.edu/~rtc12/CSE486/lecture26_6pp.pdf
Conférence 17: Couleur . Matthew Schwartz. //users.physics.harvard.edu/~schwartz/15cFiles/Lecture17-Color.pdf