Sources de lumière – Cours – 5ème – Physique – Chimie – Collège
- La lumière nous est familière car elle est partout. La Terre reçoit de la lumière du Soleil, nos maisons sont éclairées, les objets qui nous entourent envoient de la lumière vers nos yeux… Mais d’où vient cette lumière ? Quand il n’y a plus de lumière, nous ne voyons rien. À quelles conditions peut-on alors voir un objet ?
- I. Les différentes sources de lumière
- · La lampe produit la lumière qu’elle émet : c’est une source primaire de lumière comme le Soleil, la flamme d’une bougie, une source laser.
- · La lampe éclaire l’écran blanc, qui renvoie de la lumière dans toutes les directions. La figurine est éclairée par l’écran blanc : on dit que l’écran diffuse la lumière.
- · Tous les objets que l’on voit lorsqu’on les éclaire sont des objets diffusants (la Lune, la Terre, les objets qui nous entourent…).
- · Le verre est traversé par la lumière : il ne la diffuse pas car il est transparent.
- · Un écran noir ne diffuse pas la lumière : ce n’est pas une source de lumière.
Par définition une source de lumière est un corps qui émet (c’est à dire qui projette) de la lumière autour de lui. On distingue deux sortes de source de lumière:
I.1. Les sources primaires
I.1.1. Définition
Ce sont des corps qui produisent la lumière qu’ils émettent.
On trouve dans cette catégories tous les corps ayant une température très élevée comme le Soleil, les flammes, des braises incandescentes, le filament d’une lampe à incandescence etc. Des corps à température ambiante font également partie de cette catégorie, les vers luisants et certains animaux aquatiques ainsi que les écrans de télévision, d’ordinateur ou de téléphone portable.
I.1.2. Comment produire de la lumière ?
La production de la lumière est provoquée par différents phénomènes :
– électriques : lampes, tubes fluorescents, laser
– réaction chimique : combustion (feu), lucioles (ou ver luisant), poisson des grands fonds (on parle alors de bioluminescence)
– nucléaire : Etoiles (ex : le Soleil).
I.2. Les objets diffusants (source secondaire)
I.2.1. Définition
Ce sont des corps qui ne produisent pas de lumière mais qui renvoient la lumière reçue. On dit que ces corps diffusent une partie de la lumière qu’ils reçoivent. La partie de la lumière qu’ils ne diffusent pas est absorbée. Un objet noir n’est pas un objet diffusant car il absorbe toute la lumière qu’il reçoit.
La diffusion est un phénomène au cours duquel un corps commence par recevoir de la lumière puis renvoie toute ou une partie de cette lumière dans toutes les directions.
Un objet diffusant n’est donc une source de lumière que lorsqu’il est lui-même éclairé par une source primaire ou par un autre objet diffusant.
I.2.2. De nombreuses sources secondaires de lumière
La Lune, éclairée par le Soleil, ainsi que les autres planètes du système solaire sont des objets diffusants tout comme un écran de cinéma éclairé par un projecteur. En fait tous les objets (et les personnes) qui nous entourent sont des objets diffusant car ils diffusent la lumière des lampes ou celle du Soleil.
Conclusion : Une source primaire de lumière produit la lumière qu’elle émet. Un objet diffusant est une source de lumière quand il est éclairé.
- II. Dans quelles conditions peut-on voir un objet ?
Je réponds aux questions :
1. Julie voit-elle la bouteille dans la salle obscure (A) ?
2. Julie voit-elle la lampe allumée et la bouteille lorsque la lumière est orientée vers ses yeux (B) ?
3. Julie voit-elle la bouteille lorsqu’un cache opaque est placé entre ses yeux et l’objet éclairé par la lampe (C) ?
4. Julie voit-elle la lampe allumée et l’objet lorsque le cache est enlevé (D) ?
Réponses et interprétations
- Julie ne voit pas la bouteille dans la salle obscure parce que la bouteille n’émet pas de la lumière(A).
- Julie voit la lumière et ne voit pas la bouteille lorsque la lumière est orientée vers ses yeux parce que la bouteille n’émet pas de la lumière (B).
- Julie ne voit pas la bouteille lorsqu’un cache opaque est placé entre ses yeux et l’objet éclairé par la lampe parce que le cache opaque ne laisse pas passer la lumière émise par la bouteille (C).
- Julie voit la lampe allumée et la bouteille lorsque le cache est enlevé parce que Julie voit la lumière renvoyée par la bouteille (D).
La vue est rendu possible grâce à l’œil.
L’œil est un récepteur de lumière qui convertit cette dernière en messages nerveux transmis au cerveau par le nerf optique. C’est le cerveau qui interprète alors ces messages et reconstitue une image.
Le terme ” récepteur de lumière ” indique que l’œil doit recevoir la lumière émise par un objet pour que celui-ci puisse être vu.
Pour recevoir cette lumière;
– l’œil doit être orienté de manière à ce que la lumière émise par l’objet puisse être pénétrer sa pupille.
– La quantité de lumière émise par l’objet doit être suffisante pour que l’œil puisse la détecter.
– Le milieu qui sépare l’œil de l’objet à observer doit laisser passer la lumière. Ce type de milieu est dit transparent (par opposition on qualifie d’opaque un milieu qui laisse pas passer la lumière)
Conclusion : Pour voir un objet il faut que l’œil reçoive de la lumière provenant de cet objet.
- III. Dans quelles conditions peut-on voir la lumière ?
Pour voir la route dans le brouillard, le conducteur a allumé les phares de sa voiture. Le trajet de la lumière est-il toujours visible ?
Je réponds aux questions :
1. Entre le projecteur et le bécher, voit-on la lumière du projecteur ?
2. Quand l’eau bout, que se forme-t-il ? Que peut-on observer au-dessus du bécher, pourquoi (A) ?
3. Qu’observe-t-on lorsque l’on met de la poussière de craie devant le projecteur allumé (B) ?
4. À quelle condition la lumière est-elle visible ?
Réponses et interprétations
- non on ne voit pas la lumière du projecteur entre le bécher et le projecteur parce qu’il n’y a aucun objet qui reflète cette lumière.
- Quand l’eau bout il se forme une vapeur d’eau, on peut observer la lumière au-dessus du bécher parce que la vapeur d’eau est on objet diffusant (A).
- Lorsqu’on met de la poussière de craie devant le projecteur allumé on observe la lumière, parce que la poussière de la craie est un objet diffusant (B).
- La lumière est visible en présence d’objet diffusant. (vapeur d’eau (A) et poussière da la craie (B)).
Conclusion : On ne peut visualiser le trajet de la lumière qu’en présence d’objets diffusants (gouttelettes d’eau, poussières,…) sur ce trajet.
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