Sciences Physiques-Chimie 5e : Propagation de la Lumière

Situation problème : Mabiala un élève de la 5e est dans sa
chambre, il ne voit pas son cahier de sciences physiques-chimie
qu’il a déposé au chevet de son lit, car il y’a coupure
d’électricité. Pourtant il tient dans la main une lampe de poche
en bonne état. Que doit-il faire ? Explique le phénomène qui lui
permet de voir son cahier.
Propagation de la lumière
La lumière est une forme d’énergie qui nous permet de voir les
objets qui nous entourent. Elle est émise par des sources
lumineuses. Il existe deux sources de lumière :
Les sources primaires : Ce sont les objets qui produisent leur
propre lumière. Exemple : ______________________________
___________________________________________________
Les sources secondaires ou les récepteurs ou les objets
diffusants : Ce sont les objets qui ne produisent pas de lumière
mais qui la réfléchissent ou qui la rediffusent dans toute les
directions. Exemple : __________________________________
___________________________________________________
Activité 1 : Quelle est la trajectoire de la lumière dans l’air ?
Expérience : Dans une salle obscure contenant de l’air on place
trois morceau de carton percé, entre une source de
lumière(bougie) et l’œil de Minko. D’après les dessins ci-dessous.
Ceci indique que la lumière se propage selon une ligne droite.
Doc1 : Déplacement de la lumière
D’après les cas 1 et 2, comment se déplace la lumière dans l’air,
que dit-on de sa trajectoire ? justifier.
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Un rayon de lumière est_________________________________
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Modélisation d’un rayon de lumière.
Un faisceau de lumière est _____________________________
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Doc 2 : Les trois types de faisceaux lumineux
Modélisation d’un faisceau de lumière
Dessin 2 : Les types de milieux de propagation
Le carton ne laisse pas passer la lumière et on ne voit pas la lampe
à travers lui.
Le papier calque laisse passer partiellement la lumière, mais on
ne voit pas nettement la lampe à travers lui.
Le verre laisse passer la lumière et on voit nettement la lampe à
travers lui.
On distingue trois type de milieux :
Milieu transparent c’est un milieu qui laisse passer --------------------
-------------la lumière.
Milieu translucide c’est un milieu qui laisse passer
___________________________ la lumière.
La lumière de la bougie atteint
l’œil de Minko lorsque les trois
trous sont alignés.
La lumière de la bougie n’atteint
pas l’œil de Minko lorsqu’on
déplace l’un des trois trous.
soleil
arbre
Pour modéliser un
rayon de lumière, on
trace une droite munie
d’une flèche qui indique
le sens de propagation
de la lumière, de la
source S de lumière vers
l’objet éclairé.
Dessin 1 : un rayon de
lumière
carton
papier calque
verre
❖ Les faisceaux divergents : tous les
rayons partent d’un même point.
❖ Les faisceaux cylindriques ou
parallèles : tous les rayons sont
parallèles.
❖ Les faisceaux convergents : tous
les rayons arrivent au même point.

Milieu opaque c’est un milieu qui
__________________________passer la lumière.
Un milieu est dit homogène s’il a la même composition et présente les
mêmes propriétés en tous ses points.
Exemple : Air, vide, verre, eau, ….
Activité 2 : Comment varie la taille de l’ombre portée sur un
écran ?
Nguema et Ondo jouent avec les ombres formées par leurs doigts. Ils
se demandent s’ils doivent approcher ou éloigner la lampe de l’écran
pour éviter que leurs ombres ne soient trop petites.
Doc 3 : La taille d’une image
Plus la lampe est proche de l’objet, plus l’ombre projetée est
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Exercice1 : Visibilité d’un objet
Exercice 2 : Le rayon lumineux
Exercice : 3 Eclipse de la lune
Exercice 4 : La boîte noire
On peut observer l’intérieur de la boîte noire ci-contre, par
trois trous A, B et C.
1.Par quel(s) trou(s) vois-tu la lampe ? Justifie ta réponse.
2.Par quel(s) trou(s) vois-tu l’objet coloré ? Justifie ta réponse.
Exercice 5 : Prévoir la taille d’ombre
1. Hypothèse : A ton avis, quelle modification permettra
d’agrandir les ombres ?
2.Expérimentation : a Lampe éteinte ; dispose le matériel
comme sur l’illustration et mesure précisément les distances
entres les éléments.
b. Schématise la situation en dimension réelle et prédis la taille
de l’ombre portée en traçant deux rayons de lumière.
c. Recommence et prédis l’évolution de l’ombre quand tu
approches ta lampe.
3. Résultats : Allume la lampe puis fais tes mesures et tes
observations dans les situations réelles.
4. Analyse : Compare tes prédictions à tes résultats. Ton
hypothèse était-elle exacte ?
5. Conclusion : Le rayon de lumière est-il une modélisation
convaincante du déplacement de la lumière ? Explique ta
réponse.