Pour percevoir le monde qui l’entoure, l’œil a besoin de recevoir de la lumière. Ce chapitre précise dans quelles conditions un objet devient visible, et comment la lumière se propage entre l’objet et l’œil.
Sources primaires et objets diffusants
Source primaire : produit sa propre lumière (Soleil, bougie). Objet diffusant (source secondaire) : renvoie la lumière reçue (Lune, table).
Condition de visibilité
Il faut qu’au moins un rayon lumineux issu de l’objet atteigne l’œil. Sans source primaire, rien n’est visible.
Propagation rectiligne
Dans un milieu transparent et homogène, la lumière se propage en ligne droite (rayon lumineux).
Milieux et ombres
Transparent, translucide, opaque. Un objet opaque produit une ombre propre et une ombre portée ; source étendue → pénombre.
Exercice d’application
Exercice 1 — Classer en sources primaires/objets diffusants : Soleil, Lune, bougie, page de cours, écran allumé, miroir.
Exercice 2 — Pièce dans l’obscurité totale, objet blanc diffusant. Peut-on le voir ?
Exercice 3 — Décrire une expérience de propagation rectiligne.
Exercice 4 — Source S à 20cm d’un disque de 4cm, écran à 60cm derrière. Diamètre de l’ombre portée.
Exercice 5 — Source étendue remplace la source ponctuelle. Qu’est-ce qui change ?
Exercice 6 — Éclipse totale de Soleil : expliquer avec ombre et pénombre.
Exercice 7 — Cube 5cm, lampe ponctuelle à 30cm au-dessus. Fourmi dans l’ombre portée. a) Visible ? b) Avec lampe étendue ?
Corrigés
Corrigé 1 — Primaires : Soleil, bougie, écran allumé. Diffusants : Lune, page de cours. Miroir : cas particulier (réflexion régulière).
Corrigé 2 — Non : sans source primaire, l’objet ne reçoit aucune lumière à diffuser.
Corrigé 3 — Trois écrans percés d’un trou alignés avec source et œil ; la lumière n’arrive que si l’alignement est parfait.
Corrigé 4 — Rapport 80/20=4. Diamètre=4×4=16cm.
Corrigé 5 — Zone d’ombre totale plus petite, entourée d’une pénombre partiellement éclairée.
Corrigé 6 — Lune opaque intercepte les rayons du Soleil : ombre portée (éclipse totale) et pénombre (éclipse partielle).
Corrigé 7 — a) Non, aucune lumière reçue donc rien à diffuser. b) Oui, dans la pénombre elle reçoit un peu de lumière et peut la diffuser.
