"Couleurs" : le fameux blanc & la lune

[mik2000]

Bonsoir a tous,
Je me posais des petites questions, c'est pas forcément lié au cours. .
Alors voilà

1. le blanc, est ce c'est une couleur. .. mystérieuse ? Elle n apparaît pas sur le spectre électromagnétique du visible alors elle correspond à quel " mélange " ?

2.De plus un matériaux blanc paraît plus réflecteur ... au contraire du noir.... y a t il une raison ?

3.au fait ... si on voit bien la lune c'est parce qu'elle reflète la lumière provenant du soleil. .. c'est bien ça ?

Voilà,
Qu'en pensez vous ?
Mik

[Hibiscus]

D'accord. C'est une excellente question hyperchiante.
Je vais te donner une définition totalement discutable (et discutée), valable surtout dans le contexte lune / astres "blancs".

Imagine que tu as un dispositif parfait qui donne le monde en valeurs de gris, distribuée sur une palette de noir à infini, décomposable autant que possible. Le blanc est, par définition colorimétrique, la plus lumineuse de ces valeurs de gris.
(Malheureusement, ton œil situe les autres couleurs par rapport à ce blanc.)

Maintenant, puisque tu veux du spectre, tu as besoin de la notion d'illuminant (qui n'est pas compliquée, mais pas introduit en prépa, je crois, c'est plus technique qu'autre chose). C'est le machin qui éclaire l'object. Ca doit être une lumière/ spectre bien définie pour qu'on puisse voir les couleurs, cette notion est pas mal documentée, si tu veux une définition plus exacte.

Le spectre énergétique d'une radiation lumineuse prise comme référence, l'illuminant, sert de base pour dire ce qu'est le blanc.
Que ce soit une ampoule à incandescence, la lumière du jour, ou la radiation du corps noir idéal, tous donnent a posteriori la notion de température de couleur.
Le blanc d'une température de couleur faible apparait donc orangé, celui d'une température de couleur élevée apparaît bleu-ish.

Deux autres définitions que tu connais bien, sont celles par synthèse addititive et soustractive (RGB..)

Pour le second point, je pense que tu connais bien la réponse. (surfaces brillantes, polies, réflexion spéculaire, toussa..)
Pense à la signification des couleurs d'un matériau sur son absorbance et sa luminance. Si tu es curieux, tu peux aussi regarder la théorie de Mie, c'est joli. (abordable en prépa)

La lune est grise. Illuminée par l'illuminant qu'est le soleil (jaune), une partie des rayons nous arrive dans l'oeil, en s'étant fait malnener dans l'atmosphère. L'atmosphère étant malheureusement un filtre (en fonction de son épaisseur et de sa composition), tu verras la lune blanche, grise, jaune, orange, rousse.
Le jour, au zénith (allez), ton oeil humain toutpourri va ajouter le bleu du ciel à la composante gris-jaune de la lumière de la lune, tu la verras blanche. (Je parle même pas du fait que nos yeux déctent mal les couleurs pas à faible luminosité).

C'est "simple", d'apparence, et ça donne des trucs très compliqués quand mis dans un plan réaliste..

[siro]

bleu-ish => bleuté

[Hibiscus]

Bleuâtre plutôt ^-^

[siro]

C'est péjoratif sous cette forme. Bleuté est plus neutre.

[siro]

- le blanc, est ce c'est une couleur. .. mystérieuse ? Elle n apparaît pas sur le spectre électromagnétique du visible alors elle correspond à quel " mélange " ?

-De plus un matériaux blanc paraît plus réflecteur ... au contraire du noir.... y a t il une raison ?

- au fait ... si on voit bien la lune c'est parce qu'elle reflète la lumière provenant du soleil. .. c'est bien ça ?

Pour rajouter des infos :

Chaque matériau a une façon bien spécifique de réfléchir la lumière. Déjà, le mécanisme de réflexion est un peu plus subtil.
En gros, ton matériau est un ensemble d'atomes. Quand tu éclaires ce matériau, tu le bombardes de photos. Les atomes de ce matériau vont alors absorber les photos, et soit les garder pour eux, soit les réémettre (dans une direction aléatoire, pour la matière classique, ce qui fait que sa couleur et son apparence sont relativement inchangées quel que soit l'angle d'où tu la regardes).

Il se trouve que, pour des raisons de propriété de ces atomes, certains photons seront plus souvent réémis s'ils ont une certaine longueur d'onde. Par exemple, une feuille d'arbre au printemps va plus souvent réémettre des photons de longueur d'onde correspondant à du vert, que de longueur d'onde correspondant à du bleu.

Si les proportions d'atomes réémis sont uniformes par rapport à la longueur d'onde alors le matériau est noir, gris ou blanc, selon son indice de réflectance, ou albédo. Bref le % de photons/lumière qu'il renvoie. (Je simplifie, parce qu'en vrai une lumière avec autant de vert que de bleu ou de rouge, c'est pas exactement une lumière blanche puisque nos yeux ont plus de cônes sensibles au vert qu'au rouge/bleu.)

Ainsi, la couleur d'un matériau, c'est sa propension à privilégier la réflexion de certaines longueurs d'ondes plutôt que d'autres.

Pour terminer, le fait qu'un matériau soit noir/gris/blanc globalement c'est le fait qu'il ne favorise aucune longueur d'onde en particulier (ou n'en défavorise aucune). Et la différence entre gris et blanc, c'est s'il émet assez de lumière pour saturer nos cônes. Il y a un continuum entre noir et blanc, avec le gris au milieu, selon l'albédo du matériau.

Bien sûr j'ai beaucoup simplifié. La réflexion peut être anisotrope, c'est-à-dire que la réémission d'un photon absorbé peut être plus souvent en proportion dans une certaine direction, par rapport à la direction du photon initial qui a été absorbé. C'est ce qu'on observe avec les matières irisées (par exemple certains tissus). Et ça peut même varier à la fois selon la direction et la longueur d'onde !

Le blanc n'est pas une couleur, donc, mais :
- un certain équilibre entre les couleurs "primaires" (ou une certaine platitude dans la courbe de répartition des longueurs d'onde qui ne favorise pas certaines couleurs)
- une luminance suffisante pour que ça ne soit pas du gris

Pour la lune, oui, on la voit parce qu'elle réfléchit la lumière du soleil. Les astres sont visibles soit s'il émettent de la lumière d'eux-même, soit s'ils la réfléchissent (soit les deux).

[mik2000]

Bonsoir,
merci pour toutes vos réponses intéressantes ( et assez techniques parfois...)
J'ai pas tout suivi, faute de temps alors je suis allé à l essentiel. ..
J'ai donné un numéro a mes questions déjà

Pour la question 1 :
Je pense avoir compris que pour un niveau modéré, la réponse à ma question 1 réside dans la " synthèse additive des couleurs" ! On a trois couleurs primaires : le rouge le bleu et le vert.
Donc le blanc c'est en fait un mélange ( en égale proportion ...) de ces 3 couleurs.
On peut aussi voir le blanc comme un mélange de vert et de magenta, par exemple.

Ensuite l'oeil a 3 détecteurs ( appelé " cônes" ) pour chacune de ces 3 couleurs primaires. Donc l oeil doit se comporter comme une palette de peinture à 3 tubes de couleurs. ..

Pour la question 2 :
Vous avez raison, tout c'esr une question de polissage du matériau, après quand même si je vois mieux une personne dans la rue qui a une écharpe blanche ou rouge que verte, c'est peut être que mon récepteur de lumière verte dans l oeil est moins performant que les autres....

Pour la question 3:
En fait je voulais dire que la lune reflète de la lumière et n'en émet pas. En fait , tout corps ( chaud ) émet de la lumière donc la lune en émet ! Mais pas Bcp, c'est tout ...


Merci a tous !
Mik

[mik2000]

Encore une fois, ce que je trouve le plus intéressant en physique ... c'est ce que l'on ne voit pas en cours ... franchement on devrait faire de la physique plus " concrète".... m'enfin bon c'est mon avis. .

[siro]

J'ai pas tout suivi, faute de temps alors je suis allé à l essentiel. ..

Reviens nous poser des questions quand tu auras pris le temps de tout lire, histoire qu'on ait pas pris le temps de tout écrire pour rien. (A noter que j'ai une approche plus "graphique" que Hibiscus, faisant aujourd'hui plus de photo que de physique quantique.)

une question de polissage du matériau

Pas que de polissage. D'ailleurs, tu peux avoir du blanc mat et du noir brillant.

Sinon, oui, le rayonnement du corps noir est infime pour la Lune. Par contre, on peut approximer les étoiles par des corps noirs, ce qui permet de relier leur température et leur couleur, vu qu'on a pas vraiment d'autre indicateur pour mesurer leur température aujourd'hui, qui soit aussi générique en tout cas. C'est en tout cas leur température de surface qui est mesurée (quelques milliers à quelques dizaines de milliers de Kelvin pour une étoile, typiquement). (Hibiscus, confirme, je suis en freestyle sur la physique stellaire.)

[mik2000]

Bonsoir,
Oui je sais, vous avez bien souvent fourni une réponse " très détaillé " et c'est ce qui fait que j'ai décroché. .. je reviendrais peut être plus tard vous poser des questions.
Vous savez quand même qu'on a un cours d'optique très élémentaire en MPSI/MP et que je préfère y aller pas à pas.. en tout cas , je trouve l optique ( et la mécanique d ailleurs ) très intéressante