LUMIERE ET OMBRE

LUMIERE ET OMBRE
2 points de vue sur la lumière :
 Optique physique
La lumière est une forme de rayonnement auquel notre œil est sensible.
Elle est formée d’ondes électromagnétiques caractérisées par leur
fréquence et leur longueur d’onde.
La lumière peut être
réfléchie
transmise
absorbée
diffusée (renvoyé
dans tous les sens)
réfractée (déviée
lors du passage d’un
milieu à un autre)
Les couleurs
A chaque valeur de longueur d’onde, l’œil associe une nuance de couleur.
Une lumière monochromatique est composée d’ondes ayant toutes la même
longueur, sinon on parle de lumière composée ou polychromatique.
La composition d’une couleur est connue par son spectre qui indique
l’ensemble des longueurs d’ondes présentes et leur intensité respective.
Un filtre permet d’obtenir une lumière colorée à partir d’une lumière
blanche : un filtre rouge transmet une lumière rouge et absorbes les autres.
C’est parce que les objets renvoient la lumière vers nos yeux que nous
pouvons les voir. L’objet peut absorber certaines couleurs et ne rediffuser
qu’une partie des couleurs initiales.
→ L’apparence colorée d’un objet dépend des couleurs de la lumière
qu’il reçoit et des couleurs qu’il absorbe.
Ex : pull noir, molécule de matière qui absorbe toutes les couleurs. C’est
parce qu’il absorbe toutes les vibrations qu’il transmet de la chaleur. (corps
noir)
 Optique géométrique
Il existe trois catégories de corps :
- Un corps opaque est un obstacle à la lumière, il ne transmet pas ou
très faiblement la lumière. Il diffuse ou réfléchie la lumière (miroir).

- Un corps transparent transmet la lumière sans la diffuser.
- Un corps translucide laisse passé la lumière mais déformes les
rayons lumineux.
Source de lumière
Les sources primaires produisent la lumière qu’ils émettent par eux-
mêmes.
Les sources secondaires diffusent la lumière produite par une source
primaire. La lumière renvoyée ne peut pas avoir les mêmes caractéristiques
de couleur que celle émise par la source primaire.
Les détecteurs de lumière sont les corps qui réagissent à la lumière :
- l’œil humain
- les détecteurs photochimiques, sont des substances chimiques qui
réagissent sous l’action de la lumière.
- Les détecteurs photoélectroniques, composant électronique qui ont
un comportement qui dépend de la lumière.
Le soleil est la base de toute lumière. Il produit de la lumière car en son
cœur il y a des réactions nucléaires (15 millions de °C).
Le soleil fait fusionner (s’intercouper) des noyaux d’hydrogène. H+H= He
(Hélium). Le soleil est une usine à hélium. Réaction qui demande, mais
crée aussi beaucoup d’énergie.
→ La production de lumière se fait toujours par excitation de la
matière.
La propagation de la lumière
Dans un milieu homogène et isotrope (les propriétés du milieu sont les
mêmes en tous points et en toutes directions) la lumière se propage en ligne
droite.
La lumière n’a pas besoin de milieu matériel pour se propager, elle peut se
déplacer dans le vide.
Vitesse de la lumière = environ 300 000 km/s ou 3.1O8 m/s

Un objet opaque placé devant une source ponctuelle empêche la
propagation de la lumière de cette source dans tout le volume d’espace
situé derrière lui. On distingue :
- l’ombre propre, la partie non éclairée d’un objet.
- le cône d’ombre, zone qui ne reçoit aucune lumière de la source.
- l’ombre portée par un objet sur un écran.