Propagation rectiligne : La lumière se propage en ligne droite dans un milieu transparent et homogène.
Les particules de poussière diffusent la lumière dans toutes les directions.
On perçoit la lumière diffusée par les particules, ce qui trace les rayons lumineux.
Les rayons lumineux restent droits malgré la diffusion par les particules.
On observe des rayons lumineux rectilignes car la lumière se propage en ligne droite. Les particules de poussière diffusent la lumière, rendant visibles les trajets rectilignes des rayons lumineux.
• Propagation rectiligne : La lumière se propage en ligne droite
• Diffusion : Les particules diffusent la lumière dans toutes les directions
• Observation : On ne voit la lumière que lorsqu'elle arrive dans notre œil
Rayonnement diffus : Un objet éclairé renvoie la lumière dans toutes les directions.
Un objet est éclairé par une source lumineuse, mais celle-ci n'est pas visible.
L'objet éclairé diffuse la lumière reçue dans toutes les directions.
Des rayons lumineux partent de l'objet vers notre œil, mais pas de la source.
Nous voyons l'objet car il nous envoie des rayons lumineux, mais pas la source.
On voit un objet éclairé parce qu'il diffuse la lumière vers notre œil, mais la source lumineuse n'est pas dans notre champ de vision. Les rayons lumineux se propagent en ligne droite.
• Propagation rectiligne : La lumière suit des trajectoires droites
• Diffusion : Les objets éclairés diffusent la lumière dans toutes les directions
• Vision : On ne voit la lumière que si elle arrive directement dans nos yeux
Ombre portée : Région de l'espace non éclairée par une source lumineuse à cause d'un obstacle.
Représenter la source lumineuse S comme un point.
Représenter le disque opaque de manière à ce qu'il intercepte les rayons lumineux.
Tracer les rayons lumineux qui passent par les bords du disque.
La zone derrière le disque non atteinte par les rayons lumineux est l'ombre portée.
L'ombre portée est une surface conique derrière le disque, limitée par les rayons lumineux extrêmes passant par les bords du disque. La forme de l'ombre est semblable au disque.
• Propagation rectiligne : Les rayons lumineux suivent des trajectoires droites
• Ombre : Zone non atteinte par les rayons lumineux
• Construction : Tracer les rayons extrêmes pour délimiter l'ombre
Éclipse solaire : Phénomène où la Lune s'interpose entre le Soleil et la Terre.
Soleil, Lune et Terre alignés dans cet ordre.
Les rayons lumineux du Soleil se propagent en ligne droite.
La Lune bloque certains rayons lumineux destinés à la Terre.
Sur Terre, certaines zones sont dans l'ombre portée de la Lune.
Une éclipse solaire se produit lorsque la Lune s'interpose entre le Soleil et la Terre. La propagation rectiligne de la lumière fait que certaines zones de la Terre se trouvent dans l'ombre portée de la Lune.
• Propagation rectiligne : La lumière du Soleil suit des trajectoires droites
• Ombre portée : La Lune projette son ombre sur la Terre
• Alignement : Soleil, Lune et Terre doivent être alignés
Sténopé : Boîte noire munie d'un petit trou qui forme une image inversée d'un objet.
Boîte noire avec un petit trou (sténopé) d'un côté et un écran de l'autre.
Chaque point de l'objet émet des rayons lumineux dans toutes les directions.
Seuls les rayons lumineux passant par le sténopé atteignent l'écran.
Chaque point de l'objet correspond à un point sur l'écran, mais inversé.
Le sténopé fonctionne grâce à la propagation rectiligne de la lumière. Chaque point de l'objet envoie des rayons lumineux en ligne droite qui passent par le sténopé et forment une image inversée sur l'écran.
• Propagation rectiligne : Les rayons lumineux suivent des trajectoires droites
• Formation d'image : Chaque point de l'objet correspond à un point sur l'écran
• Inversion : L'image est inversée par rapport à l'objet
Théorème de Thalès : Utilisé pour résoudre des problèmes de proportionnalité dans les triangles.
Hauteur de l'objet : h = 1 m, Distance objet-source : d₁ = 2 m, Distance source-écran : D = 3 m
Source lumineuse S, objet AB de hauteur h, écran E
\(\frac{\text{hauteur de l'objet}}{\text{distance objet-source}} = \frac{\text{taille de l'ombre}}{\text{distance source-écran}}\)
\(\frac{h}{d_1} = \frac{H}{D}\)
\(H = \frac{h \times D}{d_1} = \frac{1 \times 3}{2} = 1.5\) m
L'ombre est plus grande que l'objet car l'écran est plus éloigné de la source que l'objet
La taille de l'ombre portée est de 1.5 mètre.
• Propagation rectiligne : Les rayons lumineux suivent des trajectoires droites
• Théorème de Thalès : Utilisé pour résoudre les problèmes de proportionnalité
• Relations de proportionnalité : Plus l'écran est loin, plus l'ombre est grande
Source ponctuelle vs étendue : Source ponctuelle donne des ombres nettes, source étendue crée des pénombres.
Sous un soleil éclatant, le Soleil agit comme une source presque ponctuelle.
À travers un nuage, le Soleil devient une source lumineuse étendue.
Avec une source ponctuelle, l'ombre est nette. Avec une source étendue, il y a une zone de pénombre.
Chaque point de la source étendue envoie des rayons lumineux selon la propagation rectiligne.
Les ombres sont plus nettes sous un soleil éclatant car le Soleil agit comme une source ponctuelle. À travers un nuage, le Soleil devient une source étendue, créant des zones de pénombre qui adoucissent les contours de l'ombre.
• Source ponctuelle : Produit des ombres nettes
• Source étendue : Produit des ombres avec pénombre
• Propagation rectiligne : S'applique à chaque point de la source lumineuse
Silhouette : Image sombre d'une personne ou d'un objet vue en contre-jour.
La source lumineuse est derrière la personne ou l'objet observé.
Les rayons lumineux passent autour de la personne mais sont bloqués par celle-ci.
On ne voit que la forme sombre de la personne, sans détails.
La lumière se propage en ligne droite, donc les rayons bloqués par la personne ne parviennent pas à l'observateur.
Une silhouette se forme par contre-jour : la source lumineuse est derrière la personne. La propagation rectiligne de la lumière fait que les rayons bloqués par la personne ne parviennent pas à l'observateur, créant une forme sombre.
• Propagation rectiligne : La lumière suit des trajectoires droites
• Contre-jour : Source lumineuse derrière l'objet
• Obscurcissement : L'objet bloque les rayons lumineux
Rayons lumineux parallèles : Pour des objets très lointains, les rayons lumineux sont presque parallèles.
Objets comme les étoiles ou les montagnes lointaines.
La lumière émise ou réfléchie par ces objets se propage en ligne droite.
Les rayons lumineux provenant d'un point distant sont presque parallèles.
Notre œil capte ces rayons parallèles et forme une image de l'objet lointain.
On peut voir des objets éloignés grâce à la propagation rectiligne de la lumière. Les rayons lumineux provenant de ces objets parcourent de grandes distances en ligne droite jusqu'à nos yeux.
• Propagation rectiligne : La lumière voyage en ligne droite sur de grandes distances
• Rayons parallèles : Pour les objets très lointains
• Vision : Notre œil capte les rayons lumineux qui proviennent des objets
Diffusion de la lumière : Phénomène par lequel la lumière est dispersée par des particules.
Dans une pièce sombre, on peut voir les rayons lumineux provenant d'une lampe.
Présence de poussière, fumée ou humidité dans l'air.
Les particules diffusent la lumière dans toutes les directions.
Bien que les particules diffusent la lumière, les rayons lumineux principaux se propagent toujours en ligne droite.
Dans une pièce sombre, on observe les rayons lumineux provenant d'une lampe grâce aux particules en suspension dans l'air qui diffusent la lumière. La lumière se propage toujours en ligne droite, mais on perçoit cette trajectoire par la lumière diffusée.
• Propagation rectiligne : La lumière suit des trajectoires droites
• Diffusion : Les particules diffusent la lumière dans toutes les directions
• Observation : On voit les rayons lumineux indirectement par la lumière diffusée
