Lumière : sources, propagation et vitesse

1. a)Source primaire : la lanterne (elle produit sa lumière). Objets diffusants : la toile de la tente, la Lune et Jupiter (ils renvoient la lumière qu’ils reçoivent). (1)
2. b)Lanterne → toile de la tente → œil de Théo. (1)
3. c)La Lune est éclairée par le Soleil et renvoie une partie de cette lumière dans toutes les directions, dont celle de la Terre : cette lumière entre dans l’œil de Théo. (1)
4. d)L’œil ne fait que recevoir la lumière. Dans le noir complet, on ne voit pas la tente, même les yeux grands ouverts : il faut que de la lumière venant de l’objet entre dans l’œil. (1)

Repère — Source primaire → objet diffusant → œil : l’œil reçoit, il n’envoie rien.

1. a)Les fines gouttes de lait diffusent un peu de lumière vers l’œil. Le trajet est une ligne droite : dans un milieu transparent et homogène, la lumière se propage en ligne droite. (1)
2. b)La normale partage l’angle de 106° en deux angles égaux : i = r = 106 ÷ 2 = 53°. (1)
3. c)90° − 53° = 37°. (1)
4. d)Ne jamais diriger le faisceau vers les yeux de quelqu’un (ni vers soi après un miroir) : le faisceau concentré peut éblouir et brûler la rétine. (1)

Erreur fréquente — prendre l’angle avec le miroir pour l’angle d’incidence : on mesure depuis la normale.

1. a)La lampe à large dalle est une source étendue ; la lampe à toute petite ampoule est presque ponctuelle. (1)
2. b)C’est la pénombre : depuis un point de cette zone, la main ne cache qu’une partie de la dalle lumineuse, qui l’éclaire donc un peu. (1)
3. c)Ombre propre : la face de la main qui n’est pas tournée vers la lampe (sur la main elle-même). Ombre portée : la zone sombre sur la feuille, derrière la main. (1)
4. d)La lumière se propage en ligne droite : elle ne contourne pas la main, qui est opaque. Derrière la main, du côté opposé à la lampe, la lumière n’arrive pas. (1)

Le point clé — source large : pénombre et bords flous ; source petite : bords nets.

1. a)Une éclipse de Soleil : la Lune est entre le Soleil et la Terre (Soleil – Lune – Terre) et son ombre tombe sur une partie de la Terre. (1)
2. b)À la nouvelle lune : la Lune est alors entre la Terre et le Soleil, du même côté que le Soleil. (1)
3. c)Dans l’ombre de la Lune, tout le Soleil est caché : l’éclipse est totale. Dans la pénombre, la Lune ne cache qu’une partie du Soleil : l’éclipse est partielle. (1)
4. d)Les lunettes de soleil ne protègent pas : regarder le Soleil peut brûler la rétine, sans douleur sur le moment. Il faut des lunettes spéciales pour éclipse (norme ISO 12312-2). (1)

Le point clé — l’astre du milieu fait de l’ombre au troisième : Lune au milieu, éclipse de Soleil.

1. a)t = 1 427 000 000 ÷ 300 000 ≈ 4 757 s ; 4 757 ÷ 60 ≈ 79 min, soit environ 1 h 19 min. (1)
2. b)t = 25 × 60 = 1 500 s ; d = 300 000 × 1 500 = 450 000 000 km, soit 450 millions de km. (1)
3. c)25 × 9 460 = 236 500 : environ 236 500 milliards de km. (1)
4. d)L’année-lumière est une distance, pas une durée. On voit Véga dès ce soir, avec une lumière partie il y a environ 25 ans ; c’est la lumière qu’elle émet aujourd’hui qui n’arrivera que dans 25 ans. (1)

Le point clé — d en km et t en s : on convertit les minutes en secondes avant de multiplier par 300 000 km/s.