Applications de la propagation rectiligne de la lumière

Comment fonctionne une chambre noire ?

Pour comprendre le renversement, prends une flèche verticale comme objet. Le rayon provenant de son sommet traverse le trou, puis atteint le bas de l'écran. Un rayon provenant d'une partie basse atteint une partie plus haute. Les trajets se croisent au trou parce qu'ils sont rectilignes : l'image est renversée par rapport à l'objet.

Si l'on éloigne l'écran du trou en conservant l'objet à la même place, l'image devient plus grande et moins lumineuse. Un trou trop large augmente la lumière reçue, mais il rend l'image moins nette : plusieurs trajets issus d'un même point arrivent alors sur une zone plus large. L'objectif est une image observable, pas un trou arbitrairement grand.

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Quelle différence entre ombre propre et ombre portée ?

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Avec une petite source assimilée à un point, les deux rayons qui frôlent les bords de l'obstacle délimitent la zone d'ombre dans un dessin de profil. Ils doivent rester droits de la source à l'écran. L'obstacle ne courbe pas les rayons autour de lui : il arrête ceux qui le rencontrent.

Comment apparaît la pénombre ?

Une source étendue peut être considérée comme un ensemble de petits points lumineux. L'obstacle peut cacher certains de ces points tout en en laissant voir d'autres : le bord de l'ombre paraît alors moins net. La pénombre n'est donc pas une lumière qui traverse l'objet opaque. C'est de la lumière qui arrive depuis une partie non masquée de la source.

Comment se produit une éclipse de Soleil ?

L'ordre des astres est Soleil, Lune, Terre. La Lune se trouve entre le Soleil et la Terre et projette une ombre sur une partie de la Terre. Depuis cette région, le disque solaire peut être totalement masqué : c'est une éclipse totale. Dans la pénombre lunaire, il est partiellement masqué : l'éclipse est partielle. Il faut préciser la position de l'observateur, car tous les habitants de la Terre ne voient pas la même chose.

Comment se produit une éclipse de Lune ?

L'ordre devient Soleil, Terre, Lune. La Terre se trouve entre le Soleil et la Lune. Lorsque la Lune traverse l'ombre de la Terre, la partie concernée ne reçoit plus directement la lumière du Soleil : on observe une éclipse de Lune. La Lune ne cesse pas d'exister et elle ne devient pas une source primaire.

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Une nouvelle Lune ne provoque pas toujours une éclipse de Soleil, et une pleine Lune ne provoque pas toujours une éclipse de Lune. Le plan de l'orbite lunaire est incliné : la plupart du temps, les astres ne sont pas suffisamment alignés. Les phases ordinaires de la Lune résultent de la portion éclairée visible depuis la Terre ; elles ne sont pas causées par l'ombre terrestre.

Comment rédiger une explication avec un schéma ?

Indique la source, l'obstacle opaque et l'écran ou l'observateur. Trace des rayons limites avec une règle, puis nomme la zone étudiée. Pour une éclipse, écris d'abord les trois astres dans l'ordre : cette courte étape évite de confondre les deux phénomènes. Pour la chambre noire, trace au moins les trajets de deux points de l'objet.