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Dans un milieu d’indice de réfraction variable, la lumière ne se propage plus en ligne droite.
Application : les mirages car n
air
est une fonction décroissante de la température.L'observateur reçoit donc
la lumière issue de l'objet et lui parvenant en ligne courbe, mais le cerveau, habitué à la propagation
rectiligne de la lumière, interprète cette lumière comme lui parvenant en ligne droite. Dans certaines
régions désertiques, la lumière issue du ciel, courbée dans l'autre sens, donne l'illusion de voir des flaques
ou des objets très insolites.
II- Les illusions liées au temps
1- Le stroboscope
Qu’est-ce qu’un stroboscope ?Un stroboscope est une source lumineuse qui émet de brefs éclairs à des
intervalles de temps réguliers.
A faible fréquence, on observe des éclairs successifs. Lors de l’augmentation de le fréquence des éclairs, la
lumière nous paraît de plus en plus continue.
Quelle est la cause de ce phénomène ?Ce phénomène provient de la persistance des impressions
lumineuses sur la rétine. L’œil garde une image « en mémoire » pendant environ 0,1 s (soit f = 10Hz).
2- Que devient un mouvement en éclairage stroboscopique ?
Expérience (professeur) :
Faire tourner un disque noir marqué d’un secteur blanc. Observer le mouvement en lumière normale et en
lumière stroboscopique.
Observations :
En éclairage normal : on observe un disque gris, l’œil ne peut distinguer les différentes positions du
secteur (persistance rétinienne).
En éclairage stroboscopique : l’œil peut distinguer les différentes positions du secteur. Pour certaines
fréquences d’éclairs, le disque peut apparaître immobile ou semble tourner au ralenti.
Conclusion : Trouver une explication aux observations faites en éclairage stroboscopique ?
• On observe l’immobilité lorsque tous les éclairs surprennent le secteur dans la même position.
Entre deux éclairs, le disque a effectué un nombre entier de tours.
• On observe un mouvement apparent ralenti dans le même sens que le mouvement réel
lorsque entre deux éclairs le disque a effectué un peu plus qu’un tour.
• On observe un mouvement apparent ralenti dans le sens inverse du mouvement réel lorsque
entre deux éclairs, le disque a effectué un peu moins qu’un tour.
3- Le cinéma
Travail de recherche :
Comment est constituée une bande de film ?
Une bande de film est constitué d’une suite d’images photographiques des sujets en mouvement, prises
tous les 1/24 s.
Comment est projeté un film ?