Alban du Plessis Propagation de la lumière

Collège des Tilleuls – Annecy Page 1 sur 5 Physique - Chimie

Séquence 10 : propagation de la lumière Classe de cinquième

Voir le manuel de la page 146 à la page 151 Objectifs de la séquence : Savoir que :

- la lumière se propage de façon rectiligne - une source lumineuse ponctuelle et un objet opaque déterminent deux zones

(une zone éclairée et une zone d’ombre) Etre capable de :

- faire un schéma normalisé du rayon lumineux - faire un schéma du cône d’ombre

Rappels : ce que vous savez déjà

- il existe deux types de sources de lumière : les sources primaires qui produisent leur propre lumière et les objets diffusants qui diffusent la lumière qu’ils reçoivent.

- Pour voir un objet, il faut que l’œil en reçoive de la lumière. - Un objet diffusant peut éclairer d’autres objets s’il est lui-même éclairé. - Un laser, comme toute source lumineuse intense, présente un danger pour

l’œil. Définitions :

- Cône d’ombre : région située derrière un objet opaque éclairé et par laquelle ne passe pas la lumière qui éclaire l’objet. Un objet situé dans un cône d’ombre n’est pas éclairé.

- Faisceau lumineux : ensemble de rayons de lumière issus d’une source de lumière ou d’un objet diffusant éclairé.

- Ombre propre : zone d’un objet opaque située à l’opposé de la source de lumière qui éclaire l’objet (partie non éclairée de l’objet).

- Ombre portée : ombre créée par un objet, sur un écran placé derrière. - Rayon lumineux : le trajet suivi par la lumière est un rayon de lumière. On le

schématise par une demi-droite qui part de la source. Le sens de propagation de la lumière est indiqué par une flèche.

- Source ponctuelle : source de lumière de très petite dimension, pouvant être assimilée à un point.

Situation

Sur les photos de la Terre prises depuis la Lune, on voit la Terre car elle est éclairée par le soleil. Le ciel, lui est noir, pourquoi ? Réponse :

………………………………………………………………

………………………………………………………………

………………………………………………………………

Alban du Plessis Propagation de la lumière

Collège des Tilleuls – Annecy Page 2 sur 5 Physique - Chimie

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

Propagation de la lumière Expérience : prenons une cuve transparente et un pointeur laser. Rappel, un laser présente un danger pour l’œil. Nous allons remplir la cuve avec de la fluorescéine et observer ce qui se passe lorsque la cuve est traversée par un faisceau laser que l’on pourra assimiler à un rayon lumineux. Remarque : la fluorescéine est une substance chimique très visible (vert-fluo) même à faible dose. Schéma : Observations :

…………………………………………………………………………………………………

Conclusion : …………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

Faire exercice 2 page 152 1- 2- 3- L’observateur B …………………………………… la source S car ……………………

…………………………………………………………………………………………………..

Obstacle opaque

Source de lumière

Œil A

Œil B

Alban du Plessis Propagation de la lumière

Collège des Tilleuls – Annecy Page 3 sur 5 Physique - Chimie

Voir la lumière Expérience : prenons une cuve transparente et un pointeur laser. Rappel, un laser présente un danger pour l’œil. Nous allons remplir la cuve avec différentes substances et observer ce qui se passe lorsque la cuve est traversée par un faisceau laser puis par un faisceau issu d’une lampe de poche. Schéma : Observations :

Substance Air Fumée Eau Eau et particules

Eau et fluorescéine

Faisceau visible / non visible

Aspect du faisceau laser

Aspect du faisceau de la lampe

Conclusion : …………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

Les ombres Prenons une source lumineuse, un objet opaque (ballon), un petit objet mobile (balle de golf) et un écran (le mur). On fait le noir dans la pièce, on éclaire le ballon avec la source lumineuse. On déplace la balle de golf pour visualiser les zones où la balle est éclairée et où la balle n’est pas éclairée. Schéma :

Alban du Plessis Propagation de la lumière

Collège des Tilleuls – Annecy Page 4 sur 5 Physique - Chimie

Conclusion : Lorsqu’un objet, placé devant un écran, est éclairé par une source lumineuse de petite dimension (source ponctuelle), on observe : …………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

Faire exercice 7 page 152: 1- 2- Le trou qui est dans l’ombre portée de la balle est le trou de l’œil ………. Faire exercice 19 page 155: En 1, l’observateur voit : En 2, l’observateur voit : En 3, l’observateur voit : Faire exercice 25 page 156: 1- Sur cette photo, la Terre se trouve …………………..

……………………………………………………………….

Balle Source de lumière

Œil A

Œil B

Œil C

Source de lumière

1 x

2 x 3 x

Alban du Plessis Propagation de la lumière

Collège des Tilleuls – Annecy Page 5 sur 5 Physique - Chimie

2- Sur cette photo, la Lune se trouve ………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

3- La source de lumière qui éclaire la Terre est …………………………………………

4- Cette source de lumière se situe ……………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………

A retenir :

- La lumière se propage de façon rectiligne - On modélise le trajet rectiligne de la lumière par le rayon lumineux - Un faisceau de lumière est invisible dans un milieu transparent - Une source lumineuse ponctuelle et un objet opaque déterminent deux

zones : une zone éclairée de laquelle l’observateur voit la source et le cône d’ombre où l’observateur ne voit pas la source

- L’ombre propre est la partie non éclairée de l’objet - L’ombre portée est l’ombre créée par l’objet sur un écran situé derrière

QCM d’entrainement : Vrai Faux 1 Lorsque le soleil se couche, notre ombre s’agrandit. Il s’agit de notre ombre

propre.

2 Sur un pointeur laser il est indiqué : portée 150m. Cela veut dire que la lumière du laser parcourt 150m avant de s’arrêter.

3 La lumière se propage en ligne droite. 4 Si un point A est visible depuis un point B alors le point B est forcément visible

depuis le point A.

5 Un rayon lumineux est une demi-droite partant de la source avec une flèche indiquant le sens de propagation de la lumière.

6 Un rayon lumineux permet de schématiser le trajet de la lumière. 7 Un objet placé dans un cône d’ombre n’est pas visible. 8 Un objet placé dans un cône d’ombre est visible s’il est blanc. 9 Un rayon lumineux poursuit son chemin en ligne droite sans jamais s’arrêter tant

qu’il ne rencontre pas d’obstacle.

10 Tout objet opaque, en présence d’une unique source ponctuelle de lumière possède une ombre propre.

11 La nuit correspond à l’ombre propre de la Terre. Fin