Le but des questions suivantes est d'étudier comment l'œil humain interprète les couleurs de ce qu'il voit.
Quelles sont les deux catégories de cellules, situées sur la rétine d'un œil humain, sensibles à la lumière ?
Dans l'œil, les images se forment sur la rétine, de structure granulaire. Celle-ci est tapissée de deux types de cellules sensibles à la lumière, appelés photorécepteurs :
- Les bâtonnets : ils sont sensibles à l'intensité lumineuse mais pas aux couleurs. Ils permettent de voir lorsque la luminosité est très faible et sont aussi sensibles au mouvement.
- Les cônes : il en existe trois types (les cônes bleus, les cônes verts et les cônes rouges). Comme leur nom l'indique, chacun est sensible à une gamme de longueur d'onde donnée. Le cerveau traite les signaux émis par les cônes pour former une image colorée.
Quelles sont les cellules sensibles aux couleurs ?
Les cellules sensibles aux couleurs sont les cônes. Il en existe donc trois types (les bleus, les verts et les rouges) et chacun est sensible à une gamme de longueur d'onde donnée.
Le cerveau, directement relié à la rétine, traite alors les signaux émis par les cônes pour former une image colorée selon le principe de la synthèse additive, puisque ces trois couleurs sont les couleurs primaires en additif.
On dénombre trois types de cellules sensibles à la couleur, notées A, B et C sur le graphique ci-dessous.
Pour quel intervalle de longueurs d'onde les cellules A, B et C sont-elles sensibles ?
Par lecture graphique, on lit les intervalles correspondant à la sensibilité de chaque cellule grâce aux intersections de sa courbe respective avec l'axe des abscisses qui représente les longueurs d'onde.
On a donc :
- Les cellules A sont sensibles aux longueurs d'onde comprises entre 410 et 560 nanomètres.
- Les cellules B sont sensibles aux longueurs d'onde comprises entre 450 et 650 nanomètres.
- Les cellules C sont sensibles aux longueurs d'onde comprises entre 490 et 710 nanomètres.
À quelle couleur chaque maximum de sensibilité correspond-il ?
Toujours par lecture graphique, on regarde l'abscisse correspondant au maximum de chaque courbe :
- La courbe A a une abscisse de 445 nm environ pour son maximum, ce qui correspond au bleu.
- La courbe B a une abscisse de 570 nm environ pour son maximum, ce qui correspond au vert.
- La courbe C a une abscisse de 610 nm environ pour son maximum, ce qui correspond au rouge.
Quelle est la couleur perçue lorsque les cônes B et C sont stimulés ?
Pour déterminer la couleur perçue lorsque les cônes B et C sont stimulés, on applique le principe de la synthèse additive puisque c'est l'opération que va effectuer le cerveau lui aussi.
Les cônes verts (B) et rouges (C) étant activés et la synthèse additive de ces deux couleurs primaires donnant du jaune, il s'agit donc de la couleur perçue.
Lorsque les cônes B et C sont stimulés, l'œil humain perçoit du jaune.