I. La Lumière : Source et Propagation
A. Les sources de lumière
La lumière nous permet de voir le monde qui nous entoure. Mais d'où vient-elle ?
- Sources primaires de lumière : Ce sont les objets qui produisent leur propre lumière.
- Naturelles : Le Soleil, les étoiles, les lucioles, la foudre. Le Soleil est notre principale source de lumière naturelle.
- Artificielles : Une lampe à incandescence, un écran de téléphone, un laser.
- Sources secondaires de lumière : Ce sont les objets qui ne produisent pas leur propre lumière mais la diffusent après l'avoir reçue d'une source primaire. On les appelle aussi des objets diffusants.
- Exemples : La Lune (elle reflète la lumière du Soleil), les murs d'une pièce, un livre, un arbre. Pratiquement tout ce que nous voyons autour de nous est une source secondaire.
- Lumière blanche et couleurs : Ce que nous appelons "lumière blanche" (celle du Soleil par exemple) est en réalité un mélange de plusieurs couleurs. Nous verrons cela plus en détail dans la dispersion.
B. La propagation rectiligne de la lumière
Comment la lumière se déplace-t-elle ?
- Modèle du rayon lumineux : Pour étudier comment la lumière se propage, on utilise le modèle du rayon lumineux. C'est une ligne droite fléchée qui représente la direction et le sens de propagation de la lumière. Ce n'est qu'une représentation !
- Propagation rectiligne : Dans un milieu transparent et homogène (comme l'air ou l'eau pure), la lumière se propage toujours en ligne droite. C'est pourquoi nous ne pouvons pas voir "autour des coins".
- Milieux de propagation :
- Transparents : La lumière les traverse sans être diffusée, on voit distinctement à travers (ex: verre, air, eau pure).
- Translucides : La lumière les traverse mais est diffusée, on ne voit pas distinctement à travers (ex: verre dépoli, papier calque, brouillard).
- Opaques : La lumière ne les traverse pas (ex: mur, bois, métal).
- Ombre et pénombre : La propagation rectiligne explique les phénomènes d'ombre.
- Si une source de lumière illumine un objet opaque, une zone non éclairée se forme derrière l'objet : c'est l'ombre propre (sur l'objet) et l'ombre portée (sur un écran derrière l'objet).
- Si la source de lumière n'est pas ponctuelle (petite), il peut y avoir une pénombre autour de l'ombre portée, zone partiellement éclairée.
- Éclipse : Une éclipse est un phénomène d'ombre et de pénombre à l'échelle astronomique (ex: l'éclipse de Soleil, la Lune passe devant le Soleil et projette son ombre sur la Terre).
C. Vitesse de la lumière
La lumière est incroyablement rapide !
- Vitesse finie : La lumière ne se propage pas instantanément. Sa vitesse est finie.
- Dans le vide : La vitesse de la lumière dans le vide est la vitesse maximale que tout peut atteindre. Elle est notée .
- kilomètres par seconde ( m/s).
- C'est la vitesse la plus rapide de l'Univers.
- Ordre de grandeur : Imaginez, la lumière fait 7,5 fois le tour de la Terre en une seconde !
- Année-lumière (al) : C'est une unité de distance, pas de temps !
- Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière dans le vide en une année.
- (presque 9 500 milliards de kilomètres).
- On l'utilise pour exprimer les distances entre les astres, car les kilomètres seraient trop grands.


