Collège · 6ᵉ · Physique
Lumière et vision
Sources lumineuses, propagation rectiligne, ombres et pénombres
À propos de cette page
Ce cours de physique en sixième sur « Lumière et vision » suit le programme officiel de physique de sixième. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : Sources primaires et objets diffusants, La propagation rectiligne de la lumière, La vitesse de la lumière, Voir un objet : condition de visibilité. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de sixième à réussir en physique.
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Sources primaires et objets diffusants
Définition. Une source primaire (ou source de lumière) est un objet qui produit et émet sa propre lumière (le Soleil, une ampoule, une flamme). Un objet diffusant ne produit pas de lumière : il renvoie la lumière qu'il reçoit d'une source (la Lune, une table, une personne).
Attention ! La Lune ne produit aucune lumière : elle brille la nuit uniquement parce qu'elle renvoie la lumière du Soleil qu'elle reçoit.
2
La propagation rectiligne de la lumière
Règle. Dans un milieu transparent et homogène (air, eau calme, vide), la lumière se propage en ligne droite. On représente son trajet par un rayon lumineux : une droite munie d'une flèche indiquant le sens de propagation.
Exemple. Si on décale légèrement l'un des écrans percés, on ne voit plus la source : la preuve que la lumière ne peut pas « tourner » pour continuer son chemin.
3
La vitesse de la lumière
Dans le vide, la lumière se propage à environ 300 000 km/s. C'est la vitesse la plus grande connue dans l'univers.
Exemple. La lumière du Soleil met environ 8 minutes 20 secondes pour atteindre la Terre. La lumière de certaines étoiles très éloignées met, elle, plusieurs années à nous parvenir : quand on observe le ciel étoilé, on regarde en réalité le passé de ces étoiles.
Astuce. Ne confonds pas la vitesse (en km/s), la distance parcourue (en km) et la durée du trajet (en s, min ou années) : ce sont trois grandeurs différentes.
4
Voir un objet : condition de visibilité
Règle. Pour voir un objet, il faut que de la lumière provenant de cet objet (émise ou diffusée) atteigne notre œil. Dans le noir total, aucun objet diffusant n'est visible, même juste devant nous.
5
Ombre propre et ombre portée
Un objet opaque (qui ne laisse pas passer la lumière) éclairé par une source présente deux types d'ombre :
| Type d'ombre | Définition |
|---|---|
| Ombre propre | la partie de l'objet lui-même qui n'est pas éclairée (tournée à l'opposé de la source) |
| Ombre portée | la zone sombre projetée sur un écran ou une surface, là où les rayons sont bloqués par l'objet |
6
La pénombre
Si la source de lumière n'est pas ponctuelle (elle a une certaine taille), certains rayons ne sont que partiellement bloqués par l'objet : il se forme une zone partiellement éclairée autour de l'ombre, appelée pénombre.
Attention ! Ne confonds pas ombre (zone totalement privée de lumière directe) et pénombre (zone seulement partiellement éclairée) : ce ne sont pas deux nuances de la même chose, mais deux zones différentes.
Exemple. Lors d'une éclipse de Soleil, la Lune projette sur la Terre une zone d'ombre (éclipse totale, Soleil entièrement caché) entourée d'une zone de pénombre (éclipse partielle, Soleil partiellement caché).
En bref
- Source primaire = produit sa propre lumière (Soleil). Objet diffusant = renvoie la lumière reçue (Lune).
- Dans un milieu transparent homogène, la lumière se propage en ligne droite (rayon lumineux).
- Vitesse de la lumière dans le vide ≈ 300 000 km/s ; la lumière du Soleil met environ 8 min 20 s à atteindre la Terre.
- Pour voir un objet, de la lumière provenant de lui doit atteindre notre œil.
- Ombre propre (sur l'objet) et ombre portée (sur l'écran) ; pénombre = zone seulement partiellement éclairée, due à une source non ponctuelle.
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