Sources et propagation de la lumière — exercices corrigés

Parmi ces astres, lequel est une source primaire de lumière, c'est-à-dire qu'il produit lui-même sa lumière ?

La Lune brille la nuit. Comment expliquer cette lumière ?

Dans un milieu transparent et homogène, comme l'air calme, comment la lumière se propage-t-elle ?

Un milieu opaque est un milieu qui...

Quand tu regardes une pomme posée sur une table, dans quel sens voyage la lumière ?

Dans une grotte parfaitement noire, sans aucune lumière, que vois-tu ?

Comment représente-t-on un rayon lumineux dans un schéma ?

Dans un faisceau divergent, comment se comportent les rayons en s'éloignant de la source ?

À travers la vitre claire d'une fenêtre, tu vois nettement la rue. Comment qualifie-t-on ce milieu ?

L'écran allumé d'un téléphone est-il une source primaire ou un objet diffusant ?

À travers une feuille de papier calque, la lumière passe mais l'image est floue. Comment qualifie-t-on ce milieu ?

La Lune est une source primaire de lumière.

Dans l'air calme et transparent, la lumière se propage en ligne droite.

Pour voir un objet, l'œil envoie de la lumière vers cet objet.

Le bois est un milieu opaque : la lumière ne le traverse pas.

Le faisceau d'une lampe torche est constitué d'un seul rayon lumineux.

Quelle est la valeur approchée de la vitesse de la lumière dans le vide (en km/s) ?

Dans la liste suivante, combien y a-t-il de sources primaires de lumière ?

Le Soleil, la Lune, une bougie allumée, un mur, une lampe allumée, un miroir.

Dans la liste suivante, combien y a-t-il de milieux opaques ?

Une vitre claire, un mur en béton, du papier calque, une planche en bois.

Dans le désert, en pleine nuit, Yasmine allume sa lampe torche et éclaire le sable devant elle. Elle voit alors le sol. Explique, étape par étape, pourquoi elle voit le sable.

Pourquoi peux-tu voir la Lune dans le ciel, alors qu'elle ne produit pas sa propre lumière ?

Amine perce trois cartons et regarde une bougie à travers les trois trous. Il ne voit la flamme que lorsque les trois trous sont parfaitement alignés. Quelle propriété de la lumière cela prouve-t-il ?

On classe trois objets : une vitre claire, un verre dépoli, une plaque de métal. Quel classement est correct ?

Pour qu'il y ait vision d'un objet, quels trois ingrédients sont nécessaires ?

Le faisceau d'un pointeur laser garde la même largeur sur plusieurs mètres : ses rayons ne s'écartent ni ne se rapprochent. De quel type de faisceau s'agit-il ?

Dans le ciel nocturne, on voit briller Jupiter et Vénus. Pourquoi brillent-elles ?

Par la fenêtre, le Soleil entre dans une pièce poussiéreuse et dessine des traits lumineux bien droits. Que montre cette observation ?

Dans une pièce parfaitement noire, tu ne vois pas ta main devant ton visage. Pourquoi ?

Avec une loupe, Karim concentre la lumière du Soleil en un petit point très brillant sur une feuille. Quel type de faisceau la loupe a-t-elle créé ?

Salma dit : « Un miroir brille, donc c'est une source primaire. » A-t-elle raison ?

Quelle est la différence essentielle entre un milieu transparent et un milieu translucide ?

L'eau limpide d'un verre est un milieu transparent : on voit nettement à travers.

Dans le ciel nocturne, les étoiles sont des sources primaires de lumière, mais la Lune et les planètes ne le sont pas.

Dans l'air homogène, la lumière peut se courber pour contourner un obstacle opaque.

On peut voir un objet aussi bien s'il émet sa propre lumière que s'il diffuse une lumière reçue.

Dans un faisceau convergent, les rayons se rapprochent les uns des autres vers un même point.

La lumière se déplace à environ 300 000 km/s. Quelle distance, en kilomètres, parcourt-elle en 2 secondes ?

Dans cette liste, combien y a-t-il d'objets diffusants ?

La Lune, une étoile, un mur éclairé, une planète, une flamme, un miroir.

Dans cette liste, combien y a-t-il de milieux transparents (on voit nettement à travers) ?

L'air pur, le carton, l'eau limpide, le verre clair, le bois, le verre dépoli.

Dans le désert, Amine pointe une étoile précise avec son doigt et la montre à Yasmine. Elle suit la direction de son doigt et trouve la même étoile. Explique quelle propriété de la lumière rend ce geste possible.

Karim affirme : « La Lune brille fort dans la nuit, donc elle fabrique sa propre lumière, comme une étoile. » A-t-il raison ?

Salma dessine comment elle voit une pomme posée sur la table. Elle trace une flèche qui part de son œil et qui va vers la pomme. Où est l'erreur dans son dessin ?

Karim regarde le large pinceau de lumière de sa lampe torche dans la poussière et dit : « C'est un seul rayon lumineux, juste un peu épais. » A-t-il raison ?

Karim affirme : « La Lune doit être une source primaire, sinon on ne la verrait pas du tout la nuit. » Quel raisonnement réfute le mieux son affirmation ?

Salma dit : « Si je reste longtemps dans une pièce parfaitement noire, mes yeux finiront par s'habituer et je verrai les objets. » Que penser de son affirmation ?

Yasmine place un carton opaque devant une lampe : une ombre nette se forme derrière. En quoi cette ombre est-elle une conséquence de la propagation rectiligne ?

Dans une pièce éclairée, tu vois à la fois la lampe allumée et le livre posé sur la table. Quelle proposition décrit correctement les deux mécanismes de vision en jeu ?

Karim propose la règle : « Tout ce qui brille est une source primaire. » Quel contre-exemple la réfute le plus clairement ?

Un faisceau de lampe torche est invisible dans l'air parfaitement pur, mais devient visible dès qu'on disperse de la poussière dans l'air. Pourquoi ?

Derrière une porte en verre dépoli, Salma distingue une lumière allumée et une silhouette floue, mais ne peut pas lire un texte tenu de l'autre côté. Comment classer ce verre, et pourquoi ?

Amine pointe un laser sur un mur. Toute la classe voit le point rouge sur le mur, depuis des places différentes. Quel mécanisme l'explique ?

On modélise les rayons du Soleil arrivant sur Terre par un faisceau parallèle, alors que le Soleil est une source qui rayonne dans toutes les directions. Pourquoi ce modèle est-il justifié ?

Karim soutient que l'œil envoie de la lumière vers les objets pour les voir. Quel argument réfute le plus directement cette idée ?

Dans le désert la nuit, Yasmine observe : une étoile, la Lune, le feu de camp, et le sable éclairé par le feu. Quel classement en sources primaires (P) et objets diffusants (D) est correct ?

Dans une pièce parfaitement noire, un miroir continue de briller car il renvoie la lumière.

L'existence d'ombres nettes derrière les objets opaques s'explique par la propagation rectiligne de la lumière.

Une vitre très sale et embuée, qui laisse passer la lumière mais à travers laquelle on ne distingue plus nettement la rue, est devenue translucide.

Le Soleil et les étoiles sont, du point de vue de la lumière, des sources de même nature : tous produisent leur propre lumière.

Un rayon lumineux est un modèle théorique, tandis qu'un faisceau, ensemble de rayons, est ce qu'on observe réellement.

La lumière se déplace à environ 300 000 km/s. Quelle distance, en kilomètres, parcourt-elle en 5 secondes ?

La Lune est à environ 384 000 km de la Terre. La lumière voyage à 300 000 km/s. Combien de temps, en secondes, met la lumière diffusée par la Lune pour atteindre l'œil de Yasmine ? Arrondis au centième.

Dans cette liste, combien d'éléments sont des sources primaires de lumière ?

Le Soleil, la Lune, un écran de téléphone allumé, un miroir, une étoile lointaine, le sable éclairé, une flamme de bougie, une planète.

Yasmine observe le ciel étoilé dans le désert marocain. Elle voit des étoiles, la Lune et la planète Vénus, tous dans un ciel parfaitement transparent. Explique, en mobilisant tout le chapitre : (1) quelles sont les sources primaires et les objets diffusants ; (2) pourquoi elle peut voir chacun de ces astres ; (3) quel rôle joue la propagation rectiligne.