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La propagation de la lumire (Chap2)
I. Visualisation dun faisceau de lumire
Un faisceau de lumire ne se voit pas.
On peut le visualiser si des poussires ou autres particules se
On peut le visualiser si des poussires ou autres particules se
trouvent sur sa route.
Ces poussires diffusent une partie de la lumire reue vers
nos yeux.
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Le faisceau est invisible
Pas de poussires
Poussires
Le faisceau est visible
La lumire qui atteint un grain de poussire estdiffuse dans
toutes les directions. On peut voir legrain de poussire dans toutes
les directions.
Poussires
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II. Propagation rectiligne de la lumireExprience N1
Exprience N2
Exprience de la chambre noire
Expriences : mise en vidence de la propagation rectiligne de la
lumire.
Dans un milieu transparent et homogne, la lumire se propage en
ligne droite de la source vers le dtecteur de Dans un milieu
transparent et homogne, la lumire se propage en ligne droite de la
source vers le dtecteur de lumire ou lobjet clair.
(voir rayons laser)
REMARQUE
Quand la propagation de la lumire ne se fait plus dans un seul
milieu homogne, son trajet nest plus rectiligne : cest le phnomne
de rfraction.
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Rfraction dans leau
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Mirages
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Mirage infrieur
Mirage suprieur
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Fibres optiques
La fibre optique est un media (un fil de verre, entour d'une
gaine "rflchissante" pour faire circuler de la lumire) qui permet
de transfrer des donnes numriques trs haut dbit : video, son,
communications tlphoniques. Elle utilise les proprits de la lumire
produites par des lasers aux extrmits. La fibre optique offre des
dbits trs lev de l'ordre de la centaine de Mbits/s jusqu'au Gbits/s
voir le Tbits/s. Gbits/s voir le Tbits/s.
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Fibre optique
Sortie de la lumire
Rflexion de la lumire
Arrive de la lumire
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Fontaines lumineuses
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III. Reprsentation des rayons et faisceaux lumineux
Un faisceau lumineux est un ensemble de rayons lumineux qui ne
se voient pas. Par convention, on matrialise sur un schma un
faisceau en reprsentant les deux rayons extrmes qui limitent ce
faisceau. Une flche indiquera le sens de propagation partir de la
source.
Exemple
Matrialisons le faisceau de lumire qui se propage travers un
cran perc dun trou.
cran opaqueun cran perc dun trou.
cran perc
Source
cran opaque
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Rayon
La lumire change dpaisseur lorsquelle traverse une fente et ce,
peu importe la grosseur de celle-ci.
FaisceauPinceau
Rayon
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IV. Vitesse de propagation de la lumire
distanceVitesse
temps=
Qu'appelle-t-on vitesse ?La vitesse est le rapport de la
distance parcourue pendant un temps donn :
Exemple :On parcourt une distance de 80 km en une heure la
vitesse de :
distance 80vitesse 80km/h
temps 1= = =
vitesse de :
Quelle est la vitesse de la lumire ?
La lumire se dplace une vitesse de
300 000 km/s = 300 000 000 m/s = 3. 108 m/s
En 1 seconde, la lumire parcourt donc 300 000 km
TOUS SUR ORBITE, Lt, semaine 34 (chapitre 11), 1:08:00 (1min
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La longueur de l'quateur est de 40 000 km. Combien de foisla
lumire pourrait-elle parcourir cette distance en 1s ?
La lumire pourrait parcourir :
5
4
300 000 3.10 30 7,5 fois le tour de la terre
40 000 4.10 4= = =
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La lumire met 1,28 s pour nous parvenir de la Lune.
8 min 20s du Soleil.
4,3 ans de ltoile Proxima.
Les distances en Astronomie sont trs grandes et on les exprime
dans une unit de longueur qui sappelle lanne-lumire (symbole
a.l.)
L'anne lumire est la distance parcourue par la lumire enune
anne.une anne.
Distance(km) = vitesse(km/s) x temps(s)
Il y a 365,25 jours par an, 24 heures par jour et 3600 s dans
une heure.
1 a.l. = 300 000 x 365,25 x 24 x 3600 (en km)
= 9,5 x 1012 km (9 500 milliards de km !)
Ainsi ltoile Proxima du Centaure qui est la plus proche de nous,
se trouve 4,3 a.l. de la Terre.
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V. Quelques notions dAstronomie
Le Soleil appartient un ensemble de 100 milliards dtoiles quon
appelle la Galaxie.
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Il existe des milliards de galaxies semblables la ntre, situes
des millions dannes-lumire.()
Les objets les plus lointains que les astronomes ont pu observer
se trouvent aux confins de l'univers observable : environ 10
milliards dannes-lumire.
TOUS SUR ORBITE, Lt, semaine 31 (chapitre 8), 0:45:00 (5min
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Exprience N1
Si on place des crans percs les uns derrire les autres, il faut
alignerles trous sur une droite pour observer une source de lumire
traversl'ensemble des crans.
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Exprience N2
On aligne des objets en masquant la lumire diffuse par chaque
objet avec l'objet qui le prcde.La lumire diffuse se propage en
ligne droite.
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Exprience de la chambre noire
Une chambre noire est une bote dont une face est perce dun trou
de quelques millimtres de diamtre et la face oppose remplace par un
cran de papier calque.La chambre noire a t dcouverte au XVIe sicle
par un physicien italien : Giambattista Della Porta
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Exprience de la chambre noire
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Fabrication dune chambre noire 1
Prendre une bote de conserve vide et percer un petit trou au
fond de la bote.
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Fabrication dune chambre noire 2
Placer sur le ct ouvert une feuille de papier calque fixe par du
ruban adhsif.
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Fabrication dune chambre noire 3
Placer autour de la bote un cylindre de papier noir dau moins 20
cm de long
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Fabrication dune chambre noire 4
Orienter ensuite cette chambre noire vers une lampe ou un
paysage bien clair. On verra apparatre sur le papier calque une
image inverse de ce qui se trouve devant lappareil.
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Fabrication dune chambre noire 5
Vers 1660, on perfectionna le dispositif en remplaant le petit
trou de la chambre noire par un trou plus grand muni dune lentille
ce qui permettait dobtenir une image plus lumineuse. Dans les annes
1820-1850, Nicphore Niepce, Louis Daguerre et William Fox Talbot
inventent des procds denregistrement chimique des images. Ainsi
naquit la photographie. (En italien, chambre noire se dit camera
obscura)
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1
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2
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3
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La Galaxie dAndromde M31
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La Galaxie dAndromde M31
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La Galaxie M101
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La Galaxie M101
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La Galaxie NGC 5248
