tSéance 1 - f2.quomodo.comf2.quomodo.com/0DC3D9A1/uploads/97/Physiques -Sequence-10.pdf · Source primaire et objet diffusant. Séance 2 Une condition nécessaire pour la vision

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Sommaire de la séquence 10

Séance 1

Source primaire et objet diffusant.

Séance 2

Une condition nécessaire pour la vision.

Séance 3

La lumière est-elle toujours visible ?

Séance 4

Comment se propage la lumière ?

Séance 5

Comment représenter la lumière ?

Matériel :

- une lampe de poche

- quatre petites plaques de carton format demi A4

- un petit personnage coloré en plastique (ou un autre objet coloré)

- deux plaques de carton léger, sur l’une il sera possible de coller une feuille de papier blanc d’un côté et une feuille de papier noir (ou peinte en noir avec de la gouache de l’autre côté)

- chiffon poussiéreux

- un petit pulvérisateur contenant de l’eau du robinet (on utilise des pulvérisateurs pour arro-ser les plantes, tu peux également utiliser un pulvérisateur qui a contenu du produit ménager après l’avoir bien rincé)

- trois plaques de carton de 15 cm x 15 cm avec une fente (voir annexe 1 en fin de fascicule)

- une règle graduée de 30 cm, une équerre

- une carte postale

- une planchette assez grande pour y coller une feuille A4 (21 cm x 29,7 cm)

- sept feuilles blanches (format A4)

- une vis à bois à tête fraisée (pour qu’elle puisse tenir debout sur la tête) de 40 à 50 mm de longueur

- du ruban adhésif pour fixer la feuille

- un bâton d’encens (pour produire de la fumée)

- une

t

t

t

t

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©Cned,Physique - Chimie 5e— 85

Séquence 10séance1—

Séance 1Source primaire et objet diffusant

je m’interrogeTuassûrementdéjàadmiréunbeaupaysageoumarchédehorsparunenuitclaire.Peut-êtret’es-tudéjàinterrogé:

D’oùprovientlalumièrequiéclairecepaysage?

Pourquoipeut-onvoirsoncheminlanuitquandilyaunepleinelune?

Quandtuvaschezlephotographe,tudoisteplacerentredesparapluiespourêtreprisenphoto.Tuaspualorsteposerlaquestion:

Àquoipeuventservircesparapluies?

Tu vas découvrir les réponses à ces questions dans la suite de ce cours.

—©Cned,Physique - Chimie 5e86

Séquence 10 —séance1

A Activités de découverte

Exercice 1Matériel :

- une lampe de poche,

- une petite plaque de carton,

- un petit personnage coloré en plastique (ou un autre objet coloré).

1-Poselalampesurunetableetplace-ladefaçonàéclairerlepetitpersonnage.

D’oùprovientlalumièrequiéclairelepersonnage?

..............................................................

..............................................................2- Intercaleuneplaquedecartonentrela

lampeetlepersonnage. Lepersonnageest-ilencoreéclairéparla

lumièredelalampe?

..............................................................

..............................................................

3-Rédigeunephraseenutilisantlemotopaquepourexpliquerpourquoilepersonnagen’estpluséclairéparlalumièredelalampe.

......................................................................................................................................

Vérifie tes réponses dans le livret de corrigés.


- une lampe de poche,

- une plaque de carton léger,

- une feuille de papier blanc ; feuille de papier noir (ou peinte en noir avec de la gouache).

•Collelesdeuxfeuillesdepapier,lafeuilleblancheetlafeuillenoire,aurectoetauverso delaplaquedecartonléger.

•Lepersonnageesttoujoursplacéderrièrelaplaquedecarton.



1-Peut-onendirigeantlalumièredelalampesurlafeuilleblanche,réussiràenvoyerdelalumièresurlepersonnage?

..............................................................

..............................................................2-D’oùprovientlalumièrequiéclairele

personnage?

..............................................................

..............................................................

3-Lalampedepocheetlafeuilleblanchesonttoutesdeuxdessourcesdelumière.Quelledifférencefais-tuentrecesdeuxsources?

......................................................................................................................................

4-Cited’autresobjetsquicommelalampedepocheproduisenteux-mêmeslalumièrequ’ilsenvoient.

......................................................................................................................................

5-a)Peux-tuendirigeantlalumièredelalampesurlafacenoireducartonréussiràenvoyer delalumièresurlepersonnage?................................................................................

b)Est-ceplusfacileoumoinsfacilequ’aveclafaceblanche?

......................................................................................................................................


Ilexistedeuxtypesdesourcesdelumière:- lessources primairesquiproduisentelles-mêmeslalumièrequ’ellesémettent.LeSoleil,unelampe,uneflamme,sontdesexemplesdesourcesprimairesdelumière.- lesobjets diffusantsquineproduisentpasdelumièremaisquirenvoientdansde

nombreusesdirectionsunegrandepartiedelalumièrequ’ilsreçoiventquandilssontéclairés.

LaLune,lesol,lespagesd’unlivre,sontdesobjetsdiffusants.

Unobjetnoirdiffusemoinsdelumièrequ’unobjetblanc.Vocabulaireàretenir:- objetopaque:objetquinelaissepaspasserlalumière,

- sourceprimaire:objetquiproduitlui-mêmesalumière,

- objetdiffusant:objetquirenvoieunepartiedelalumièrequ’ilreçoitdansdenombreusesdirections,

- diffuserdelalumière:envoyerdelalumièredansdenombreusesdirections,sanslaproduire,

- émettredelalumière:envoyerdelalumière.

je retiens



B Exercices d’application

Exercice 3

Complètelesphrasessuivantes:

1-Unesourceprimairedelumièreenvoielalumièrequ’elle..................................................

2-Unobjetdiffusant..........................lalumièrequ’ilreçoit.

3-Unobjetquirenvoielalumièredansdenombreusesdirectionsestunobjetqui..........................lalumière.

4-Unobjetquinelaissepaspasserlalumièreestunobjet..................................................


Exercice 4

Répondsparouiounonauxquestionssuivantesetexpliquepourquoisitaréponseestnon.

1-Àconditionqu’ilsoitlui-mêmeéclairé,unécrandiffusantpeut-iléclairerunobjet?

......................................................................................................................................

2-Àconditionqu’ilnereçoivepasdelumièreetqu’ilsoitdirigéversl’objet,unobjetdiffusantpeut-iléclairerunobjet?

......................................................................................................................................

3-Àconditionqu’ilreçoivedelalumièreetqu’ilsoitcorrectementorienté,unobjetdiffusantpeut-iléclairerunobjet?

......................................................................................................................................

4-Peut-onvoirunobjetuniquementdanslecasoùilestéclairéparunesourceprimairedelumière?

......................................................................................................................................




Exercice 5Lessourcesprimairesetlesobjetsdiffusantssontparfoisdésignéspard’autresnoms.

Complèteletableausuivantaveclesexpressionsproposées:

sources secondaires ; sources apparentes ; sources réelles ; sources directes ; sources indirectes

sourcesprimaires

objetsdiffusants

Lalampyrefemelle(verluisant)estuninsectequiproduitdelalumièreparuneréactionchimique.Ellearboresonpetitlampionpendantlesnuitsd’étépourattirerlemâle.http://www.sabine-deschandol.info/pages%20aperture/insectes%20autres/grand-29.html


Exercice 6Classelesobjetsdelalistesuivanteendeuxfamilles:lafamilledessourcesprimairesdelumièreetlafamilledesobjetsdiffusants:

Une éruption volcanique ; des nuages ; la Lune ; un ver luisant ; un feu d’artifice ; le Soleil ; un monument illuminé ; un lac ; une orange ; les yeux du chat ; un écran de téléviseur allumé ; un écran de cinéma.


Exercice 7Ilfaitnuit.C’estl’obscuritétotaledanslapièce.Jedirigemalampedepocheversleplafondblanc.Lesobjetsautourdemoideviennentvisibles.Pourquoi?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................



le coin des curieux

Les nébuleuses

Lesnébuleusessontdesobjetsétendusquiapparaissentcommedesnuagesflousdansuntélescopeou,pourcertaines,àl’œilnu.

Ellessontlerésultatdel’explosiond’uneétoile.

Cesontdesnuagesdegazetdepoussièresinterstellairesdeformesirrégulières.

Cesnuagesdeviennentlumineuxcarilssontéclairéspardesétoilessituéesaucœurmêmedunuage.

Parfoiscertainsnuagesdepoussièressonttropépaispourlaisserpasserlalumière.

Ilssedétachentennoirsurlefondcolorédelanébuleusedegaz.

Reflection Nebulas in Orion

Credit &Copyright :T.Rector(U.AlaskaAnchorage),H.Schweiker,NOAO,AURA,NSF

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap061010.html

Exercice 8Trouvedansletexteunobjetdiffusant:..............................................................................

Unesourceprimaire:.........................................................................................................

Etunobjetopaque:...........................................................................................................




Les fonds marins

Dansl’air,entreunobjetlumineuxetl’œilquivoitcetobjet,lalumièretraverseunecertaineépaisseurd’air.

Unobjetdemeurevisibleàtraversuneépaisseurdeverreouàtraversunecouched’eau.Leverreetl’eausontdesmatériauxquiconstituentdesmilieuxtransparents.

Enfait,aucunesubstancen’estparfaitementtransparenteetlapropagationdansunmilieutransparents’accompagnetoujoursd’unaffaiblissementdelalumière.

Cephénomèned’affaiblissementdépenddelanaturedumilieutraverséetaugmenteavecl’épaisseurdumatériautraversé.

Ainsil’eau,mêmetrèspure,estopaquesousuneépaisseurd’unecentainedemètres.

Exercice 9

Pourquoilesplongeursdegrandsfondsdoivent-ilsemporterdesprojecteursdelumièrepours’éclairer?

......................................................................................................................................

Une source de lumière insolite, la chimiluminescence

1-Lachimiluminescenceestuneémissiondelumièrelorsd’uneréactionchimique.

Lorsdesfêtesdel’été,onvoitsouventdesenfantstenirdestubeslumineux.

Cetaccessoireestconstituéd’unpetittubeenplastiquecontenantunpetittubedeverre.Lorsqu’oncasseletubedeverreonprovoquelemélangededeuxproduitschimiquesquiréagissentenproduisantdelalumière.

2-Encriminologie,onpeutdétecterdestracesdesang,mêmeséchéesetinvisibles,enpulvérisantunmélangedeluminoletd’eauoxygénée:uneémissiondelumièrerésultantdelaréactionavecleferissudel’hémoglobinedusangrévèlelestraces.


© Photodisc


Séance 2Une condition nécessaire pour la vision

je m’interroge

Exercice 10Cinqsensterenseignentsurtonenvironnement.Àchacund’entreeuxcorrespondunorganedessensquireçoitdesinformations.Complèteletableauci-dessousd’aprèscesimages.

1 2 3

4 5

les cinq sens les organes des sens

1-letoucher

2-...........................................................

3-...........................................................

4-...........................................................

5-...........................................................

1-lapeau

2-...........................................................

3-...........................................................

4-...........................................................

5-...........................................................



© Photodisc © Photodisc

© Photodisc


Exercice 11Complètelesphrasessuivantesavecdesmotsprisdanscetteliste:Voir,entendre,saveurs,contact,odeurs,peau,œil,lumière,oreille,sons,bouche,nez.

1-Nousentendonscarnousrecevonsdes.................................dans.................................

2-Noussentonscarnousrecevonsdes.................................dans.................................

3-Nousavonslasensationdugoûtcarnousrecevonsdes....................dans......................

4-Nousavonslasensationdutoucherparle...............................avec................................

5-Nousvoyonscarnousrecevons.................................dans.................................

6-Silesonesttropfort,ilblessemontympan.Maisunsonmodérémepermetd’................

7-Silalumièreesttropforte,ellepeutmebrûlerlarétine.Jesuisébloui.Jenevoisplus.

Mais,unelumièremodéréemepermetde.................................


A Activités expérimentales de découverte



- une feuille de papier blanc1-Danslaséance1,lorsdel’exercice2,quellepropriétédelafeuilledepapierblanca-t-on

montréevis-à-visdelalumière?

......................................................................................................................................

2-Quelnomavait-ondonnéàcetobjet?

......................................................................................................................................

Réaliseunpliagedelafeuilledepapierblancpourfabriquerunecocotteouunautrepliagedetonchoix.(Tupeuxtrouverlemoded’emploisurInternetencherchantàl’aided’unmoteurderechercheaveclemotclécocotte).



3-Lepliagedelafeuillea-t-ilfaitperdrelapropriétéprécédente?.......................................

4-Lacocotteenpapierest-elleunesourcedelumière?.......................................................

5-Poselacocottesurunetabledansunepièceplongéedansl’obscurité.Éclairelacocotteaveclalampe.Vois-tulacocotte?..................................................................................

6-Quelorganedetoncorpstepermetdevoircettecocotte?

......................................................................................................................................

7-Éteinslalampe.Vois-tutoujourslacocotte?

......................................................................................................................................

8-Donneunepremièreconditionpourquel’onpuissevoircettecocotte.

......................................................................................................................................



- le même que précédemment

- une petite plaque de carton.

Allumelalampeetéclairelacocotte.

Tuvoisdenouveaulacocotte.

Intercalelaplaquedecartonentretesyeuxetlacocotte.1-Vois-tutoujourslacocotte?...........................................................................................

2-Choisis,parmilespropositionssuivantes,laraisonpourlaquelletunepeuxplusvoirlacocotte:

-lacocotten’estpluséclairée

-ilyaunobstacleopaquequiempêche«lavuedemonœil»àallerjusqu’àlacocotte

-lalumièreenvoyéeparlacocottenepeutplusentrerdansmonœil.

3-Donneunedeuxièmeconditionpourquel’onpuissevoirlacocotte.

......................................................................................................................................


Exercice 14Matériel : une lampe de poche ; une feuille de papier blanc ; un petit personnage en plastique

1-Allumelalampedepocheetposelepersonnageenplastiqueprèsdelalampedefaçonàcequ’ilnesoitpaséclairé.



2-Utilisealorslafeuilledepapierblancpourenvoyerdelalumièresurlepersonnageenplastique.Commesurlaphoto,tudoisvoirlepersonnage.

3-Complètelachaînesuivantequimontrelecheminsuiviparlalumièredepuislalampedepochejusqu’àtonœil.

4- Danscettechaîneya-t-ilunesourceprimairedelumière?...............................................

Siouilaquelle?.............................................................................................................

5- Danscettechaîneya-t-ilunoudesobjetsdiffusants?.....................................................

Siouileoulesquels?.....................................................................................................


Pourqu’unobjetsoitvu,ilestnécessairequ’ilsoitéclairéetquelalumièrequiprovientdecetobjetentredansl’œil.

je retiens

Attention danger !

Ilnefautpaslaisserlalumièreprovenantd’unesourcelumineusetrèsintensepénétrerdanstesyeux.

Ilnefautpasregarderdirectement,sansprotection,leSoleil,unlaser,unpostedesoudureàl’arc.

Lalumièreintensepeutdétruiredefaçondéfinitivedescellulessituéesaufonddel’œilquisontnécessairesàlavue.


Exercice 15Complètelesphrasessuivantesaveccar, doncousi.1-S’ilfaitnuitetquetoutesleslampesdelapiècesontéteintes,alorsiln’yapasdelumière

....................onnevoitrien.

2-Unécranblancplacécorrectementpeutéclairerunobjet....................ildiffuseunepartiedelalumièrequ’ilreçoit.

3-..........unobjetopaqueestinterposéentrel’objetetmonœil,jenepeuxpasvoircetobjet..........lalumièrequ’ildiffusenepeutpaspénétrerdansmonœil.


Exercice 161-Tuesentraindelirecettefeuille.Tonœilreçoit-ilouémet-ildelalumière?

......................................................................................................................................

2-Raphaëladmirelesbeauxyeuxdesamaman.Pourqu’illesvoie,lesyeuxdesamamansont-ilsrécepteursouémetteursdelumière?

......................................................................................................................................




Exercice 17JoeBills’entraîneàtirer.Ilviseunebouteilleavantdetirer.

Queldessindoit-onchoisirpourreprésentercorrectementletrajetdelalumièrequipermetàJoedevoirlegoulot?..........................................................................................................

dessinn°1 dessinn°2


Exercice 18

1-Pourquoicesoudeurporte-t-ilunmasque?

..............................................................................

..............................................................................2-Pourquoiest-ildangereuxderegarderleSoleilsans

protection?

..............................................................................

..............................................................................


Exercice 19Lesexpressionssuivantessont-ellescorrectesd’unpointdevuescientifique?.......................

« jeter un coup d’œil sur la copie du voisin » ; « foudroyer un camarade du regard » ; « ça attire l’œil ! ».

Expliquetaréponse. ......................................................................................................................................

......................................................................................................................................


Exercice 20Unenfantfermelesyeux.Tuéclairessesyeuxavecunelampedepoche.Pourquoicetenfantnevoit-ilpaslalampeallumée?Tuévoquerasletrajetdelalumièredanstaréponse. ......................................................................................................................................

......................................................................................................................................




C Étude de documents :

Document 1 : l’œil

iris

pupille

résine

cristallin

nerf optique

pupille

iris

Lalumièreprovenantd’unobjetpénètredansl’œilparlapupille.

Celle-cis’ouvreplusoumoinssuivantlaquantitédelumièrereçue.

Lapupilleestcommandéeparunmusclequisetrouvedanslapartiecoloréedel’œil:l’iris.

Lalumièrevajusqu’àlarétine.

Larétinecontientdescellulesquicaptentlalumière.

Lenerfoptiquetransmetlesinformationsdonnéesparlescellulesaucerveau.

Exercice 211-Commentsenommelapartiedel’œilquilimitelaquantitédelumièrequientredans

l’œil?

......................................................................................................................................

2-Quellepartiedel’œilreçoitlalumièreentrante?

......................................................................................................................................


Document 2 : différence entre miroir et objet diffusant

1-L’aluminiumenfeuillefroisséerenvoielalumièredansdenombreusesdirections:illadiffuse.

2-L’aluminiumbienlissecommeunmiroirrenvoielalumièredansuneseuledirection:illaréfléchit.

3-Unmiroirestconstituéd’uneplaquedeverreaudosdelaquelleonadéposéunefinecouchedemétalpourquelemiroirréfléchisselalumière.



Exercice 22

Commentvois-tu,surlesphotosprécédentes,quelepapierlisserenvoiebeaucoupmieuxlalumièrequelepapierfroissé?Tupeuxréalisercetteexpériencetoi-mêmeenprojetantlalumièresurunesurfaceclaire(mur,plafond...)

......................................................................................................................................


Document 3 : les yeux des chats

Lechatest,commetouslesfélins,trèssensibleàlalumière:lorsquel’éclairageestintense,sonœilsecontractejusqu’àcequelapupillesoitréduiteàuntraitvertical;dansl’obscuritélespupillessedilatentets’arrondissentdefaçonextraordinaire.

Lesyeuxdeschatspossèdentunemembraneréflectricederrièrelarétine.Leursyeuxpeuventainsicapterlamoindreparcelledelumière,cequileurdonneuneexcellentevisionnocturne.C’estcettemembraneréfléchissantequidonnel’impressionqueleursyeuxbrillentdanslenoirmaisdansl’obscuritétotalelesyeuxduchatrestentnoirs.

Exercice 23

Lesyeuxdechatsont-ilsdessourcesprimairesdelumièreoudesobjetsdiffusants?Pourquoi?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................




Séance 3La lumière est-elle toujours visible ?

je m’interroge

Ensepromenantenforêt,onpeutparfoisobserverdestraînéeslumineuses.Commentexpliquerleurexistence?

A Les connaissances du primaire

Exercice 241-Observedesvoituresquicirculentenayantlespharesallumésparbeautemps.Peut-on

voirlalumièresionneregardepaslesphares?

......................................................................................................................................

2-Partempsdebrouillard

a)Dequoiestconstituélebrouillard?

......................................................................................................................................

b)D’aprèstoi,pourquoipeut-onvoirlechemindelalumièredanslebrouillard?

......................................................................................................................................


B Activités expérimentales de découverte





- un bâton d’encens

1-Allumelalampedepocheetpose-lasurunetableendirigeantlefaisceaudelumièrequ’elleproduitversunmur.

a)Ya-t-ildelalumièreentrelalampeetlemur?

..........................................................................

..........................................................................

b)Peut-onvoircettelumièreentrelalampeetle mur?

..........................................................................

..........................................................................

c)Pourquoivoit-onlalumièresurlemur?

......................................................................................................................................

2-Allumeunbâtond’encensetplace-ledefaçonàproduiredelafuméeentrelalampeetlemur.

a)Qu’observes-tu?

......................................................................................................................................

b)Dequoiestconstituéelafumée?

......................................................................................................................................

c)Pourquoivois-tuapparaîtrelefaisceaudelumière?

......................................................................................................................................


Exercice 26

Matériel : - une lampe de poche ; un chiffon poussiéreux

Mets-toidanslesmêmesconditionsquepourl’activitéprécédente.

Secouelechiffonpourfairetomberdelapoussièreentrelalampeetlemur.

Qu’observes-tu?

......................................................................................................................................


Exercice 27

Matériel : - une lampe de poche

- un petit pulvérisateur contenant de l’eau du robinet (on utilise des pulvérisateurs pour arroser les plantes, tu peux également utiliser un pulvérisateur qui a contenu du produit ménager après l’avoir bien rincé)



Danslasalledebainplongéedansl’obscurité,au-dessusdelabaignoireoudulavabo,pulvérisedesgouttesd’eauentrelalampeetlemur.

1-Qu’observes-tu?

......................................................................................................................................

2-Complètelachaînesuivantequimontrelecheminsuiviparlalumièrequitepermetdevoirlefaisceaudelumièreentrelalampeetlemur.

3-Quelestlerôlejouéparlesgouttesd’eau?

......................................................................................................................................


On ne peut pas voir la lumièrecarellen’estpasconstituéedematière.

Cequenousvoyonscesontlessourcesdelumière:soitlessourcesprimairesenlesregardantdirectement,soitlesobjetsdiffusants.

Onpeutvisualiser un faisceau de lumièreenplaçantsursonchemindespetitsobjetsdiffusantscommedesgouttesd’eauoudelapoussière.Cesontcesobjetsquenousvoyons.

je retiens

C Exercices d’application

Exercice 28Répondsauxquestionssuivantesparouiounon.

1-Unfaisceaudelumièreest-ilvisibledansl’air?................................................................

2-Unfaisceaudelumièreest-ilvisibledanslebrouillard?...................................................

3-Unfaisceaudelumièreest-ilvisibledanslevide?............................................................

4-Unfaisceaudelumièreest-ilvisibledanslapoussièredecraie?.......................................


Exercice 29JadeetPaulexplorentlegrenierdeleursgrands-parents.C’estunlieusombreetpoussiéreux.Paulheurteetfaittomberuncarton.Lesenfantsvoientalorsapparaîtrelefaisceaudeleurlampeainsiqued’autresfaisceauxdelumièrequitraversentletoit.

D’oùviennentcesfaisceauxdelumièreetpourquoiapparaissent-ilsaprèslachuteducarton?

......................................................................................................................................


Exercice 30Dansl’Antiquité,laplupartdessavants,commePythagoreouEuclide,pensaientquelalumièreétaitémiseparl’œiletqu’ellevenaitfrapperlesobjetslesrendantainsivisibles.Onappelaitcela«lefeuvisuel».

Séquence 10 séance3—


AuXIesiècle,unsavantarabeIbnAl-Haytham(965-1039)connuenoccidentsouslenomdeAlhazenpensaitquelavisionétaitdueàdelalumièrepartantdesobjetsetpénétrantdansl’œil.

Quiavaitraison?Justifietonchoix

......................................................................................................................................


Exercice 31

Dansdenombreuxfilmsdescience-fiction,onassisteàdesbataillesdansl’espace:onvoitdesfaisceauxlaserquisonttirésdevaisseauxspatiaux.

Quepenses-tudelavisibilitédecesfaisceaux?...............................................................................


Exercice 32Pourquoiutilise-t-onsouventdanslesconcertsdesmachinesproduisantdelafuméeoudubrouillard?

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................


Exercice 33AuXIXesiècle,EtienneJulesMarey(1830-1904)réaliseunesériedephotographiespourétudierlesmouvementsdel’air.Ilutiliseunemachineàproduiredesfiletsdefuméeetphotographielesmouvementsdescourantsdefumée.

Pourquoiétait-ilnécessairedefabriquerdelafuméepourphotographierlesmouvementsdel’air?

......................................................................................................................................


D Étude de documents

1- Lumière des lasers

Lelaser(LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation)inventédanslesannées1960estunesourceprimairedelumièrequiémetunfaisceautrèsfin.

Lacouleurdulaserestdéfinieparlechoixdumilieulaser.Ilexistedeslasersdetouteslescouleurs:rouge,bleu,vert...Certainsd’entreeuxsontmêmeconstituésdelumièreinvisiblecommelesondesinfrarougesouultraviolettes.



Exercice 34

Surlaphotoprésentéeobserves-tulalumièrelaserentrelalampeetl’écran?

......................................................................................................................................


Attention !Si le faisceau entre dans l’œil, il peut occasionner des lésions importantes sur la rétine.

Leslaserssontclasséssuivantlesrisquesqu’ilscomportent.

Leslasersdeclasse1nesontpasdangereux.

Leslasersdeclasse2sontdangereuxpourl’œillorsd’uneexpositiondeplusde0,25seconde.

Lepictogrammeci-dessussignaleleslasersàpartirdelaclasse2.

2- Des étoiles en plein jour ?

Notreplanèteestentouréed’unecouchedegaz:l’atmosphère.SurlafacedelaTerretournéeversleSoleil,ilfaitjour.Avantdenousatteindre,lalumièreduSoleiltraversel’atmosphère.Lesparticulesquiconstituentl’atmosphèresontdesobjetsdiffusants.IlsrenvoientlalumièreduSoleildanstouteslesdirections.Chaqueparticuledevientainsiunesourcedelumière.Commel’atmosphèrecontientdesmilliardsdeparticules,l’ensembleformeuncieltrèslumineuxquinousmasquelalumièredesétoiles.

Tupeuxvoirunleverdelunequipermetdedistinguerlacouchedel’atmosphèresurlesitedel’ESA:EuropeanSpaceAgency,(Agence spatiale européenne)

http://www.esa.int/esa-mmg/mmg.pl?b=b&keyword=moon%20rising&single=y&start=2&size=b

LaLunenepossèdepasd’atmosphère.LalumièreduSoleilarrivedirectementsurlesollunairecommelalumièred’unprojecteur.Ellen’estpasdiffusée.Lecielestnoir.SurlaLune,ilsuffitdemasquerleSoleilavecsamainpourvoirapparaîtrelesétoiles.

TupeuxvoirunleverdeterresurlaLunesurlesitedelaNASAprisparApollo8àl’adresse:http://www.nasa.gov/vision/earth/features/bm_gallery_4.html



Exercice 35Lanuit,danslecieldeParis,ildevientdeplusenplusdifficiledevoirlesétoiles.Pourquoi?

......................................................................................................................................


le coin des curieux

Le métier de régisseur de lumière

Lerégisseurlumièreaenchargelagestiondumatérield’éclairageetdirigeuneéquipetechniqued’électriciens.Ilestresponsabledel’installationlumièrequ’ildoitréaliserenfonctiondelademandedel’éclairagiste(chargédeconcevoirlalumière).Pendantlespectacle,iltravailleàlaconsoleinformatiquesurlaquellesontenregistrésleseffetsdelumière.

Unereprésentationcomportedenombreuxeffetslumineuxqu’ilfautenvoyeraubonmoment.Lerégisseurdoitconcilierlesimpératifstechniquesetlesobjectifsartistiquesdumetteurenscène.

Tu peux découvrir le métier de régisseur de lumière sur le site suivant :

www.cidj.com/Viewdoc.aspx?docid=315&catid=1

Séance 4Comment se propage la lumière ?

je m’interroge

Unjourquelalumièredusoleilpénétraitdanstachambre,as-turemarquélaformedestachesdelumièresurunmur?

Quesignifie«viser»?

Les activités qui suivent vont te permettre de répondre à ces questions.



A Activités expérimentales de découverte

Matériel :

- une lampe de poche ; - trois plaques de carton de 15 cm x 15 cm avec une fente (voir annexe 1 en fin de fascicule) ; - une règle ; - une carte postale.

Exercice 361-Placelalampeenposition«debout»surunetable. Placelepremiercartondevantlalampe:tuvoislalumièreàtraverslafente.

Lemontage Vueàtraverslafente

2-Placeledeuxièmecartondevantlepremieretdéplace-ledefaçonàapercevoirlefilamentdelalampeàtraverslafente.

Faisdemêmeavecletroisièmecarton.

a)Commentsontdisposéeslestroisfentes?

......................................................................................................................................

b)Quesignifie«êtrealignées»?

......................................................................................................................................

c)Vérifieavectarèglequelesfentessontbienalignées.


Exercice 37Placeunecartepostaleenpositiondeboutsurunetable.Placelepremiercarton(aveclafente)defaçonàvoirunpointremarquabledelacarteàtraverslafente(aubesoinéclairelacarteaveclalampedepoche).1-Lacartepostaleenvoie-t-elledelalumière?

......................................................................................................................................


plaque

decarton


2-Situplaceslesdeuxautrescartonsaveclesfentesalignéessurlapremièrepourras-tuvoirlepointremarquabledelacarte?

......................................................................................................................................

3-Vérifietaréponseenalignantlesfentes.


Exercice 38Matériel : plaques de carton percées de trous de formes différentes (trou rectangulaire ; trou triangulaire ; trou circulaire).

Allumelalampeauplafonddetachambreetplacelecartonparallèlementausolprèsdusol.

Observelaformedelatachedelumièreobtenuesurlesol.1-Quelleestlaformedelatacheobservéesurlesol?

......................................................................................................................................

2-Quesepasse-t-illorsquetudéplaceslecartonverslalampe?

......................................................................................................................................


Pouréclairerunobjet,lalumièresepropage1dansl’espace(onditégalementle milieu)depuissasourcejusqu’àl’objet.La lumière se propage en ligne droite.La propagation de la lumière est rectiligne.

je retiens

REmARqUE :En toute rigueur, la lumière ne se propage en ligne droite que lorsque le milieu est partout identique on dit alors que le milieu est homogène. C’est le cas généralement de l’air, de l’eau, du verre. Dans un milieu homogène et transparent, la lumière se propage en ligne droite. La propagation de la lumière, dans un milieu homogène et transparent, est rectiligne.


Exercice 39

Onaplacétroisplaquespercéesdeplusieurstrousdevantunelampedefaçonàcequel’observateurvoielalampe.

Ontendunfilentrelalampeetl’œildel’observateur.

Représentecefil.

Vérifie tes réponses dans le livret de corrigés.1 Se propager : se déplacer en s’éloignant de la source



Exercice 40

1- Lalampedepocheéclaireunpremierécran.

D’aprèslatachedelumièreobtenuesurl’écran,quelleestlaformedufaisceaudelumièrequipartdelalampe?

2- Lepremierécranestpercéd’uneouverturetriangulaire.

Quelleseralaformedelatachedelumièresurledeuxièmeécran?

lampe de poche

premier écran percé d’untrou triangulaire

deuxième écran


Exercice 41Onéclaireavecunepetitelampeunepremièreplaqueopaque,percéed’untrou.

DerrièrecetteplaqueestplacéeunesecondeplaqueopaquepercéedetroistrousT1,T2etT3.

Àl’aided’unfiltendu,onchercheparqueltrouvasortirlalumière.

Représentecefiltendu.

Parqueltrousortlalumièredelalampe?..........................................................

T T3

T2

T1première plaque percée d’un seul trou

deuxième plaque percée de trois trous


Exercice 42Regardeàtraverslepetittroud’unepailleenplastique.

Lorsquelapailleestbiendroite,tupeuxvoirlepaysage.Lorsquetutordslégèrementlapaillelepaysagedisparaîtmaistuvoistoujoursdelalumièreàl’intérieurdelapaille.1-Pourquoinevois-tupaslepaysagedanslapailletordue?

......................................................................................................................................

2-D’oùvientlalumièrequetuobservesdanslapailletordue?

......................................................................................................................................


Exercice 43Jesuisauborddelameretjeregardes’éloignerunbateau.

Lorsqu’ilesttrèsloinàl’horizon,jenevoisplussacoqueetsonmâtsembleaurasdel’eau.

Peux-tum’expliquercephénomène?

......................................................................................................................................




C Étude de documents

Aide-toi des documents proposés pour répondre aux questions.

Les utilisations du laser

Lelaserfaitpartiedenotrequotidien.OnletrouvedansleslecteursCDetDVD,danslesimprimanteslaser.Onl’utilisepourmesurerdesdistances,pouralignerdesprisesélectriques,pourdécouperdefaçonultraprécisedenombreuxmatériaux,pournettoyerdesmonumentshistoriques,pourlirelescodesàbarresàlacaissedesmagasins.Lesconférencierss’enserventcommepointeur.

Ilestutiliséparlesophtalmologistesoulesdermatologuespoursoignerlesyeuxoulapeau.

Danstoutescesutilisationsonutiliselafinesseetlapuissancedufaisceaulaser.

Exercice 441-Quellepropriétédelalumièreestmiseàprofitdanstoutescesutilisations?

......................................................................................................................................


La vitesse de la lumière

Aujourd’hui,grâceauxréflecteursposéssurlasurfacelunaireparlesastronautesdesmissionsApollo(entre1969et1972),ilestpossibledemesurerladuréedutrajetdelalumière,alleretretour,entrelaTerreetlaLune,etdoncdedéduireladistanceàpartirdelavitessedelalumière.LadistanceTerre-Luneestmesuréeainsiavecuneprécisiondequelquescentimètres.Pourcela,ilfautenvoyerunpuissantfaisceaulaserendirectiondelaLune,àuninstanttrèsprécis.Lalumièreréfléchieparlesréflecteursposéssurlesollunaireestrecueillieàl’aided’untélescope,coupléaulaser.L’enregistrementdel’instantprécisderéceptiondonnedoncladuréedutrajetaller-retour.

ÀpartirdeladuréedutrajetTerre-Lune-Terre,oncalculeladistanceparcourueparlalumièreenmultipliantcetteduréeparlavitessedelalumière(300000km/s).

LadistancemoyenneTerre-Luneestde384400km.

LaLunes’éloignedelaTerrede3,8centimètresparan.http://www.obs-nice.fr/mignard/Html/CV.html


©observatoiredeNice


Exercice 45

QuelleestladuréemoyennedutrajetTerre-Lune-Terrepourunfaisceaudelumière?

......................................................................................................................................


Les mirages

Lalumièresepropageenlignedroitedansunmilieuhomogène.Lorsqu’ilfaittrèschaud,surunerouteouundésertdesable,latempératuredel’airprèsdusolestplusélevéequecelledel’airenaltitude.L’airn’estpasentoutpointidentique.Lemilieun’estpashomogèneetlalumièrequiprovientducieletdesnuages(objetsdiffusants)nesepropagepasenlignedroitemaissuitunetrajectoirecourbe.

C’estenfaitl’imageducielquel’onvoitsurlesol.Cettetachebrillantenousdonnel’illusiond’unenapped’eau.

Exercice 46

Pourquoilalumièrenesepropage-t-ellepasenlignedroitedanslecasprécédent?

......................................................................................................................................




Séance 5Comment représenter la lumière ?

je m’interroge

Lorsqu’unnouveauthéâtreseconstruit,t’es-tudéjàdemandécommentilestpossibledeprévoirlesendroitsd’oùlesacteursserontvisibles?

A Activités de découverte

Préparation de l’activité :

•Reprendslapetitelampeutiliséelorsdesactivitésprécédentes.

REmARqUE:Sitalampeémetunfaisceaudelumièretroplarge,celapeutgênertesobservations.Afindeteplacerdansdebonnesconditionsd’observation,tupeuxalorsla« diaphragmer » en réduisant le diamètre du faisceau qu’elle émet.Pourcela,découpeuncercledesdimensionsdetalampedansunmorceaudecartonetperceaucentreuntroude0,5cmderayon.Àl’aidedescotch,fixelediaphragmeainsiobtenusurtalampe.

• Poselalampesurunetableetmesurelahauteurdufilamentau-dessusdelatable.

Dansunpetitmorceaudecartonlégerperceuntrouavecuneperforatricedebureau(troudediamètre6mm).

• SurunefeuilleA4,traceunsegmentSI’de25cmdelongueur.

SurcesegmentplacelepointIà5cmdeS

• Fabriqueunécranblanc:boîteàchaussuressurlaquelletucollesunefeuillecartonnéedepapierblanc.


lampediaphragmée


• PlacelafeuilleA4surlatableetdisposelesélémentsdelafaçonsuivante:

-lefilamentdelalampeau-dessusdupointS

-l’écranau-dessusdupointI’

-lecartonlégeraveclecentredutroude6mmau-dessusdupointI

Exercice 47

1-Allumelalampe.

a)Qu’observes-tusurl’écran?

......................................................................................................................................

b)Quelleestlaformedelatachelumineuse?

......................................................................................................................................

2-Mesure,leplusprécisémentpossible,lediamètredelatachelumineuse.

Quelestlediamètredelatachelumineuse?

......................................................................................................................................


Exercice 48Tuvasreproduirelafiguresuivante,enrespectantlesdimensionsindiquées,surunefeuilleA4(2)

1-Commencepartracerunedroitehorizontalequiseral’axedutriangle:ladroiteSI’.

2-PlacelespointsS,IetI’enrespectantlesdimensionsindiquées.

3-TracelaperpendiculaireàladroiteSI’etpassantparI.

4-PlaceensuitelespointsAetB.

5-Tracelesdemi-droites[SA)et[SB).2 le format A4 est le format habituel des cahiers grand format soit 21 cm x 29,7 cm

écranpetit morceau de carton léger percé d’un trou


SI

I’


6-TraceletriangleSB’A’aucrayonavecsoinetprécision(lestraitsdoiventêtretrèsfinsetbienpasserparlespoints).

[AB]mesure0,6cm

[SI]mesure5cm

[SI’]mesure25cm

7-MesureavecprécisionlalongueurdusegmentA’B’.

a)Quelleestlamesure,encentimètres,de[A’B’]?..........................................................

b)Quereprésentecetexerciceparrapportàl’activitédel’exercice47?

......................................................................................................................................


Onreprésentelecheminsuiviparlalumièreparunsegmentdedroiteentrelasourceetl’objet:cesegmentmatérialiseun« rayon de lumière ».

Lesensdepropagationdelasourceversl’objetestindiquéparuneflècheaumilieudusegment.

Cettereprésentationn’estqu’unmoyenpratiquequinouspermetdeconstruireparledessinlesimagesquel’onpeutobserver.

Danslaréalitéonnepeutpasisolerunseulrayondelumière.

Unfaisceaudelumièreestunensemblederayonsdelumière.

Pourreprésenterunfaisceaudelumière,ontracelesdeuxrayonsquilelimitent.

je retiens



Exemples:

Rayondelumièreentrelalampeetl’œil.

Faisceaudelumièred’unelampedepoche

RAPPEL:Unfaisceaudelumièren’estpasvisiblemaisnouspouvonslevisualiserenluifaisanttraverserunmilieucomportantdespetitsobjetsdiffusants(poussières,particulessolidesd’unefumée,colorantdansl’eau...).


Exercice 49

Surleschémaci-contre,tracelerayondelumièrequimontrel’alignementdelalampeavecl’œildel’observateur.


Exercice 50

Surleschémaci-contre,tracelesrayonsdelumièrequipermettentd’expliquerlaformedelatachedelumièreobtenuesurledeuxièmeécran.




Exercice 51

Enfacedequeltroupeut-onvoirlalampe?

Montre-leentraçantunrayondelumière. T T3

T2

T1


Exercice 52

1-Unrayondelumièrea-t-iluneexistencematérielle?........................................................

2-Unfaisceaudelumièreest-ilunensemblederayonsdelumière?.....................................

3-Unrayondelumièreest-ilreprésentéparunsegmentdedroiterepéréparuneflèchequiindiquelesensdepropagation?.....................................................................................

4-Lesensdepropagationdelalumièreest-iltoujoursdel’objetverslasource?..................

5-Unfaisceaudelumièreest-ilinvisible,est-cequecesontlesobjetséclairésparlalumièrequel’onvoit?................................................................................................................

6-Letrajetd’unfaisceaudelumièreest-ilvisiblesilefaisceautraverseunmilieudiffusant?

......................................................................................................................................


Exercice 53

Complètelesdeuxschémasci-contreenajoutantdesrayonsdelumièrequipermettentl’observationdécrite.




Exercice 54

Unfaisceaudelumièretraverseunmilieucomportantdenombreusespoussièresensuspensiondansl’air.

Complèteleschémaci-contrepardesrayonsdelumièrepourexpliquerpourquoilespoussièrespermettentdevisualiserlefaisceau.


Exercice 55

UnfaisceaudelumièresepropageàpartirdelasourceS.

LepremierécranopaqueprésenteuntroucarrédecôtéAB.

Cetécranestreprésentéencoupesurleschémaci-contre.

1-Quelleestlaformedelatachedelumièresurledeuxièmeécran?

................................................

2-Construislesrayonsdelumièrequipermettentdeconnaîtreladimensiondecettetache.

S •

A

B

écran

3-Onreculel’écrandedeuxcarreaux.Queva-t-ilsepasserpourlatache?

......................................................................................................................................

Justifietaréponseeneffectuantuneconstructionsurlemêmeschéma.



C Activités à réaliser pour préparer les séquences suivantes

Si tu ne peux pas les réaliser, regarde les corrigés.

Exercice 56Relevé d’ombres

Matériel : une planchette assez grande pour y coller une feuille A4 (21 cm x 29,7 cm) ; une feuille blanche (format A4) ; une vis à bois à tête fraisée de 40 à 50 mm de longueur ou tout objet de 5 cm de long environ fin et pouvant tenir debout comme sur la photo ci-dessous. Cet objet s’appelle un gnomon ; du ruban adhésif pour fixer la feuille.

1-Fixelafeuilledepapiersurlaplanchette.

2-Poselavisverticalementsurlafeuille(têtesurlepapier).

3-Traceavecuncrayonlepetitcercledelatêtepourrepérerlapositiondelavis.

4-Par une journée bien ensoleillée,placelaplanchettebienhorizontale(àl’extérieursipossible),exposéeauSoleil.

Touteslesheures,marqueunepetitecroixaucrayonàl’extrémitédel’ombredelavis.

Notel’heureàcôtédelacroix.

Essaiedefaireunrelevéentre9het17h.

Tuseraspeut-êtreobligé(e)defaireplusieursrelevésàdesjoursdifférents.

Réfléchisàl’emplacementetàl’orientationdelaplanchettepourobtenirunrelevéquisoitcompletetbienplacésurlafeuille(tupeuxt’aiderd’uneboussole).

Avant d’effectuer le relevé peux-tu prévoir la forme de la ligne que tu penses obtenir en joignant toutes les croix ?Ce relevé sera utilisé dans la séquence 12.

Exercice 57La LuneSurunepérioded’environdeuxmois,touslesdeuxoutroisjours,complètelafiched’observation(situéedanslesannexesenfindelivret)endessinantlaformedelaLune,ladate,l’heuredel’observationetsadirectionapproximative(essaiedeteplacerfaceauSuddansl’hémisphèreNordoufaceauNorddansl’hémisphèreSud).

Il n’y a pas de corrigé pour cet exercice.


gnomon


Exercice 58La Lune

ChoisisunjouroùlaLuneesten«demi-lune»

àdroitesituesdansl’hémisphèreNord

àgauchesituesdansl’hémisphèreSud

Complètelesschémassuivantsendessinantlesélémentsremarquablesdupaysage(immeubles,maison,arbres....)quetupeuxvoirassezloinàl’horizon,detellesortequelaLunesoitaucentredetondessinlorsdelapremièreobservation.

a)Effectuequatreobservationsle même jour à des heures différentes.

DessineàchaquefoislaLuneetnoteàcôtél’heuredel’observation.

b)Effectuetesobservationsquatre jours de suite à la même heure.

DessinelaLuneetnoteàcôtéladatedel’observation.

Ces observations seront exploitées dans les séquences suivantes.


Documents

tSéance 1 - f2.quomodo.comf2.quomodo.com/0DC3D9A1/uploads/97/Physiques -Sequence-10.pdf · Source primaire et objet diffusant. Séance 2 Une condition nécessaire pour la vision