La lumière et les couleurs : exercices corrigés de 4e

On cherche une distance : la formule est $d = c \times t$.

Les données sont déjà en m/s et en s : aucune conversion n'est nécessaire.

$d = 3{,}00\times10^{8} \times 2 = 6{,}00\times10^{8}$ m.

Résultat : la lumière parcourt 600 000 000 m en 2 s.

Un kilomètre contient 1 000 mètres : un nombre de mètres se divise par 1 000 pour donner des kilomètres.

$300\,000\,000 \div 1\,000 = 300\,000$.

La vitesse devient 300 000 km/s.

On cherche une durée : $t = \dfrac{d}{c}$.

On remplace : $t = \dfrac{1{,}5\times10^{11}}{3{,}00\times10^{8}}$.

$\dfrac{1{,}5}{3} = 0{,}5$ et $10^{11} \div 10^{8} = 10^{3}$, donc $t = 0{,}5\times10^{3} = 500$ s.

Contrôle : 500 s font un peu plus de 8 minutes, ce qui est cohérent pour une grande distance.

Conversion : 3 km = 3 000 m.

Formule : $t = \dfrac{d}{c} = \dfrac{3\,000}{3{,}00\times10^{8}}$.

$t = 1\times10^{-5}$ s, soit 0,00001 s.

Cette durée est bien trop courte pour être perçue : tu vois l'éclair pratiquement à l'instant où il se produit.

Les deux vitesses sont déjà en m/s.

Quotient : $\dfrac{300\,000\,000}{100}$.

$\dfrac{300\,000\,000}{100} = 3\,000\,000$.

La lumière va donc 3 millions de fois plus vite que ce signal.

Le prisme disperse la lumière blanche : celle-ci est décomposée en lumières colorées ⁴.

Cette bande montre que la lumière blanche contient plusieurs couleurs mélangées.

On distingue 7 couleurs, qui sont celles de l'arc-en-ciel ³.

L'écran montre donc les couleurs de l'arc-en-ciel, obtenues à partir de lumière blanche.

On part de la lumière blanche et on enlève le bleu.

Ce qui reste forme une lumière jaune : lumière blanche − lumière bleue = lumière jaune ².

On dit « soustraite » parce qu'une partie de la lumière disparaît : on a retiré du bleu, on n'a rien ajouté.

C'est le même principe qu'une absorption : une partie de la lumière est supprimée, le reste donne la couleur observée.

L'absorption de la lumière produit la plupart des couleurs de la vie courante ⁴ : l'objet absorbe une partie de la lumière blanche.

La lumière non absorbée est renvoyée vers ton œil : c'est elle qui donne la couleur rouge perçue.

Pour imprimer du rouge, le magenta et le jaune absorbent la majorité du vert et du bleu ⁵.

Le cyan absorbe la lumière rouge : on n'en dépose qu'une touche, pour que l'essentiel du rouge soit renvoyé par le papier blanc ⁵.

Le papier renvoie donc surtout de la lumière rouge, et l'image paraît rouge.

Formule : $d = c \times t$.

$d = 3{,}00\times10^{8} \times 8 = 2{,}4\times10^{9}$ m.

Conversion : $2{,}4\times10^{9} \div 1\,000 = 2{,}4\times10^{6}$ km.

La lumière parcourt 2 400 000 000 m, soit 2 400 000 km.