Objectifs:

Noter dans le cahier de texte pour la séance prochaine: Compléter les documents ( Doc 1 à Doc 6 et tableaux T1 et T2 )A lire Documents pages 198-200.Cahier de brouillon :exercices tests de 1 à 7p201 ( solutions p220 ).Séance suivante : Cahier d’exercices ; Exercices: 10,13,15 p202-203

Séance suivante : Cahier d’exercices ; Exercices: 16,17 et 18 p202-203.

Les exercices Tests ou " Vérifie tes connaissances " de chaque chapitre sont à

faire automatiquement sur le cahier de brouillon pendant toute l’année.

Tous les schémas d’optique sont à réaliser uniquement au crayon et à la règle.

CH 4: La vitesse de la lumiCH 4: La vitesse de la lumièèrere ( livre ch12 p190( livre ch12 p190--205 )205 )

* Savoir que la lumière peut se propager dans le vide et dans certains milieux.* Savoir que la lumière a une vitesse qui dépend du milieu traversé.* Connaître la vitesse dans le vide et dans l'air.* Utiliser la vitesse dans les calculs en astronomie.

I) Propagation de la lumière.

Propagation de la lumière. Classe de cinquième

L=0L=1

Faisceau

cylindrique

L’observateur ne

voit rien.

Pas de

lumière reçue

L =0L =1

L’œil voit.

Conclusion.

Dans un milieu homogène et isotrope qui a les

mêmes propriétés partout ( air,vide,verre, eau ou

solution aqueuse ), la lumière se propage en ligne

droite.

I) Propagation de la lumière.

A) Les milieux de propagation.

1) Milieux transparents: vide, air, eau, et le verre

2) Milieux translucides : papier calque, verre dépoli.

3) Milieux opaques:Tous les objets solides

gaz,

La lumière se propage dans les milieux transparents et translucides.

La lumière est arrêtée ou bloquée par les milieux opaques.

Remarque: quand l'épaisseur d'un milieu transparent devient trop grande,

les abysses: la lumière ne peut plus se propager; il fait noir.

Quelles sont les substances ou corps qui laissent passer la lumière et ceux qui la bloquent?

B) Comment se comporte la lumière dans les différents milieux ?

Doc1A

B

Observationsd =d1 +d2 (cm )d2 (cm )d1 (cm )

T1

Coller les documents Doc 1 et le tableau T1

Coller les documents Doc 1 et le tableau T1

Doc1*Dans la cour.

On suppose que la fourmi garde toujours la même vitesse.Une fourmi part du point A et veut atteindre le point B.

Rechercher les différentes possibilités et les consigner dans le tableau T1.

Départ de la fourmi!

Arrivée de la fourmi.

d1= 5 cm

d2=5 cm d = d1+ d2 =10 cm

4cm

4cm

7cm

7cm

A

B

Dans un même milieu, le chemin le plus court est la ligne droite.

Doc1

Doc1*Dans la cour.B) Comment se comporte la lumière dans les différents milieux ?

On suppose que la fourmi garde toujours la même vitesse.

Rechercher les différentes possibilités et les consigner dans le tableau T1.

Une fourmi part du point A et veut atteindre le point B.

Doc2A

B

Observationsd =d1 +d2 (cm )d2 (cm )d1 (cm )

T2

Coller les documents Doc 2 et le tableau T2

Coller les documents Doc 2 et le tableau T2

Doc2*Sur la plage. Quel est le chemin le plus court que vous allez suivre?

On suppose que ta vitesse est deux fois plus grande sur le sable que dans l'eau: quand tu parcours 1cm sur le sable; dans l'eau tu traverses la moitié de la distance c.a.d 0,5cm

Sable; d1 : 1cm ���� 1cm Eau; d2 : 1cm ���� 2cm

Rechercher la plus petite distance d = d1 + d2 et compléter le tableau T2

d1 (cm ) d2 (cm ) d = d1 + d2 ( cm )

Tu es ici!

Une personne vous appelle.

Sable.

Eau.

2*Sur la plage. Quel est le chemin le plus court que vous allez suivre?

On suppose que ta vitesse est deux fois plus grande sur le sable que dans l'eau:

Quand tu parcours 1cm sur le sable; dans l'eau tu traverses la moitié de la distance c.a.d 0,5cm

Sable; d1 : 1cm ���� 1cmEau; d2 : 1cm ���� 2cm

Rechercher la plus petite distance d = d1 + d2 et compléter le tableau T2

d1=

d2=

Si on change de milieu lors de la propagation, C)Conclusion.la ligne droite n'est plus le chemin le plus court.

( on utilise cette formule

si d et V sont connus )

II) La lumière a une vitesse.

Que signifie la plaque de limitation de vitesse 30 ?

30:

30km

vitesse V

: distance parcourue dheure: durée de parcours t

( ---- ) kmh

km

htV x

d

V =dt

( on utilise cette formule

si d et t sont connus )

t = dV

d = V X t( on utilise cette formule

si V et t sont connus )

A) La vitesse :

30Vitesse limitée à 30km heure.Vitesse limitée à 30km par heure.ou

que signifie ce mot ?

tV

d

X

tV

d

X

Vitesse limitée à 30km par heure.

tV x

dV =dt

En une seconde la lumière parcourt une distance de 300 000 km

t = dV

= 1 s300 000 km

= 300 000 km / s

V = 3 X 10 5 km / s = 3 X 10 8 m / s

La distance terre- soleil = dTS= 15x107 km = 15x1010 m.Calculer la durée t que met la lumière pour atteindre la terre.

= 15x107 km3x105 km /s

=153

5X10 ( 7-5 ) X102 s=

t = 500 s ���� = 8min 20st = 500 / 60 = 8,33minLa lumière met 8minutes et 20 secondes pour arriver sur terre.

V :( ) 3 , 5 km / s = ( 3 , 8 )m / s

C'est la plus grande vitesse connue à nos jours, aucun mobile ne peut atteindre sa valeur.

B) Vitesse de la lumière ( v ) ou célérité ( c ).

V = 299 792 458 m/s V = 300 000 000 m/s ( dans le vide )

( Elle peut faire sept tours et demi autour de la terre ! )

V = 124 000 km/s

V = 188 000 km/sV = 200 000 km/s

V = 225 000 km/s V = 299 710, 636 km/s

V = 299 792, 458 km/s

C) Vitesse de la lumière dans différents milieux.Classer les vitesses par ordre croissant. Attribuer à chaque milieu la valeur de la vitesse de la lumière.

Classement

Croissant de V

Vitesse( km / h)

Quotient:

airdiamantvideeauverrecristalMilieu

V1= 124 000 km/s

V2= 188 000 km/sV3= 200 000 km/s

V4= 225 000 km/s V5= 299 710, 636 km/s

V6= 299 792, 458 km/s

V6 V5V4V3V2 V1

12 3 4 56

Vvide

VM1,60 1,50 1,33 1,00 2,42 1,00

Soleil au centre et huit planètes ( + astéroïdes ,

comètes et satellites )gravitent autour .

Le système solaire:

Soleil

Mercure

Vénus

Terre

Mars

Jupiter

Saturne

Uranus

Neptune Pluton

III) Distances dans l'univers.

Le système solaire:

Soleil au centre et huit planètes ( + astéroïdes ,

comètes et satellites )gravitent autour .

Composition.

A) Durée que met la lumière pour arriver sur les planètes

5,96Durée t = d/v

( minute )

Distance Soleil-P (Mkm)

PlutonNeptuneUranusSaturneJupiterMarsTerreVénusMercurePLANETE

58 108 150 228 778 1427 2870 4500 5950

1 2 3 456 7 89

En partant du soleil:Me, V( eb ), T, Ma , J , S , U, N.Soleil Saturne

Uranus

Neptune

Pluton

Vénus Mars

JupiterMercure

Terre

193,3 s

3,2min3 6 8 13 43 80 140 250

Soleil

Mercure

Vénus

Mars

Jupiter

Saturne

Uranus

Neptune

tV x

d

t = 3min =

d =

3x60s =180s

t x V=180x3x10 5 =540x10 5

d = t x V= 180x3x105 = 54x106km

Terre

d = t x V= 360x3x105 = 108x106km

d = t x V= 500x3x105 = 150x106km

d = t x V= 780x3x105 = 228x106km

d=txV= 2593x3x105=778x106km

d=txV= 4756x3x105=1427x106km

d=txV= 9500x3x105=2850x106km

d=txV= 15000x3x105=4500x106km

Terre

Proxima du centaureLa plus proche étoile du soleil

t = 4,3 ansd = 4,3 x 9,42 x 10 12 kmd = 4,0 x 10 13 kmÉtoile polaire

t = 450ans

d = 450 x 9,42 x 10 12 km

d = 4,24 x 10 15 km

Nuage de Magellan

t = 170000ans

d = 170 000 x 9,42 x 10 12 kmd = 1.6 x 10 18 km

B) L'année lumière ( a.l ): c'est la

distance que parcourt la lumière en

une année.

d = V tx

d =3x105x365,25x24x3600d =3x105x 3,16x107

d = 9,42x1012 km

IV) Le son ( bruit ) se propage-il à la même vitesse que la lumière ?

Proposer une activité où l'on peut montrer que le son ne se propage que dans certaines conditions.

A) Activité1: Cloche à vide et réveil.

-Réveil à l'extérieur:son est audible et fort.

-Réveil à l'intérieur:

Cloche à vide

Réveil

son est audible mais faible.

-Réveil à l'intérieur, on vide la cloche de l'air qu'elle contient: le son devient très faible et à peine audible.

Le son se propage dans toutes les directions, il a besoin de milieu matériel pour se propager ( à l'opposé de la lumière ). Plus il y a de matière plus la vitesse du son est grande.

V = 1500 m/s

V = 340 m/sV = 3950 m/s

V = 5050 m/s V = 5400 m/s

V = 1300 m/s

B) Vitesse du son dans certaines substances.Associer à chaque vitesse la substance correspondante.

Vitesse( m / s)

airplombaciereauverregranitMilieu

V1= 340 m/s V2= 1300 m/s

V3= 1500 m/s

V4= 3950 m/s

V5= 5050 m/s V6= 5400 m/s

34013005400 15003950 5050

Plus le milieu est rigide plus le son va vite.C) Son ( Vs ) et lumière ( VL ) .

VL

Vs

=3 x 108 m/s

3 x 102 m/s=

108

102=10 ( 8 – 2 ) =10 6 = UN MILLION

ORAGEÉclair

Tonnerre

( instantané ) VL .

Vs: 3s����1km

On compte après l'éclair jusqu'à entendre le tonnerre,

Ex: 15s, on divise par 3; La foudre est tombée à 5km.