La nuit, dans le noir complet, on ne voit rien. Pourquoi peut-on voir certains objets et pas d’autres ? Comment la lumière nous permet-elle de voir ce qui nous entoure ?
I. Conditions de visibilité d’un objet
Un objet n’est visible que si de la lumière provenant de cet objet parvient jusqu’à l’œil de l’observateur. Selon l’origine de cette lumière, on distingue deux catégories d’objets lumineux : les sources primaires et les sources secondaires.
II. Les sources de lumière
Une source primaire est un corps qui produit lui-même la lumière qu’il émet. Elle reste visible même dans l’obscurité totale. Exemples naturels : le Soleil, les étoiles, la foudre, la lave incandescente. Exemples artificiels : une lampe allumée, une flamme, un tube fluorescent.
Une source secondaire est un corps qui ne produit pas sa propre lumière, mais qui diffuse dans toutes les directions une partie de la lumière qu’il reçoit d’une source primaire. Elle devient invisible dans l’obscurité totale. Exemples naturels : la Lune, les planètes. Exemples artificiels : un miroir, une feuille de papier, les objets de la salle de classe.
Pour voir un objet, il faut donc que de la lumière parte de cet objet (émise s’il s’agit d’une source primaire, ou diffusée s’il s’agit d’une source secondaire) et atteigne l’œil de l’observateur.
III. Les récepteurs de lumière
Un récepteur de lumière est un système qui, en recevant de la lumière, subit une transformation détectable. On distingue des récepteurs naturels et des récepteurs artificiels.
Récepteurs naturels : la rétine de l’œil, sensible à la lumière et à l’origine de la vision ; la peau, qui produit de la vitamine D sous l’effet de la lumière solaire ; les feuilles des plantes vertes, qui utilisent la lumière pour réaliser la photosynthèse.
Récepteurs artificiels : les cellules photoélectriques (panneaux solaires), qui transforment l’énergie lumineuse reçue en énergie électrique ; les substances photochimiques (comme le chlorure d’argent utilisé en photographie), qui se transforment chimiquement sous l’effet de la lumière.
IV. Synthèse
Un objet est visible lorsque de la lumière, émise par une source primaire ou diffusée par une source secondaire, atteint l’œil de l’observateur. Les récepteurs de lumière (œil, peau, plantes, cellules photoélectriques, substances photochimiques) sont des systèmes capables de détecter la lumière reçue et de la transformer.
Exercice d’application
Exercice 1. Donne la définition d’une source primaire et d’une source secondaire.
Exercice 2. Classe les objets suivants en sources primaires ou secondaires : le Soleil, la Lune, une lampe allumée, un miroir, une étoile, une feuille de papier blanche.
Exercice 3. Explique pourquoi on ne voit pas la Lune un jour de nouvelle lune très nuageux, alors qu’on la voit habituellement la nuit.
Exercice 4. Cite deux récepteurs de lumière naturels et deux récepteurs de lumière artificiels, en précisant pour chacun la transformation qu’il subit.
Exercice 5. Un panneau solaire produit de l’électricité lorsqu’il est exposé au Soleil. De quel type de récepteur de lumière s’agit-il ? Justifie ta réponse.
Corrigés
Corrigé 1. Une source primaire est un corps qui produit lui-même la lumière qu’il émet. Une source secondaire est un corps qui diffuse une partie de la lumière qu’il reçoit, sans en produire.
Corrigé 2. Sources primaires : le Soleil, une lampe allumée, une étoile. Sources secondaires : la Lune, un miroir, une feuille de papier blanche.
Corrigé 3. La Lune est une source secondaire : elle ne produit pas sa propre lumière, elle diffuse la lumière du Soleil. Un jour très nuageux, les nuages bloquent la lumière solaire qui devrait l’atteindre, donc elle ne peut plus la diffuser vers nous et devient invisible.
Corrigé 4. Naturels : la rétine de l’œil (permet la vision), la peau (produit de la vitamine D). Artificiels : une cellule photoélectrique (produit un courant électrique), une substance photochimique comme le chlorure d’argent (se transforme chimiquement, noircit).
Corrigé 5. C’est un récepteur artificiel de type cellule photoélectrique, car il transforme l’énergie lumineuse reçue directement en énergie électrique.
