Ombres et Lumière : Dessine et Explique
Comprendre les Ombres
La lumière voyage en ligne droite. Lorsqu'un objet opaque (qui ne laisse pas passer la lumière) est placé sur le chemin de la lumière, il l'empêche de passer. Derrière cet objet, il se forme alors une zone où la lumière n'arrive pas : c'est une ombre. Nous allons explorer comment dessiner et comprendre ces ombres.
Situation à Étudier
Schéma de la situation
Schéma initial : une lampe (S), une balle (O) et un écran (E).
Questions à traiter
- Sur un schéma similaire à celui ci-dessus, dessine au moins deux rayons lumineux partant de la lampe (S) et passant juste aux bords supérieur et inférieur de la balle (O). Prolonge ces rayons jusqu'à l'écran (E).
- La zone sur l'écran qui n'est pas éclairée par la lampe à cause de la balle s'appelle l'ombre portée. Hachure ou colorie cette zone sur ton dessin. Quelle est la forme de cette ombre portée ?
- La partie de la balle qui n'est pas éclairée directement par la lampe s'appelle l'ombre propre. Indique où se situe l'ombre propre sur la balle dans ton dessin.
- Si on rapproche la balle de la lampe (sans changer la position de l'écran), comment va changer la taille de l'ombre portée sur l'écran ? Va-t-elle devenir plus grande, plus petite ou rester identique ? Explique brièvement.
Correction : Ombres et Lumière
Question 1 & 2 : Dessin des rayons lumineux et de l'ombre portée
Principe :
La lumière se propage en ligne droite depuis la source. Les rayons qui sont arrêtés par l'objet opaque délimitent la zone d'ombre sur l'écran.
Schéma avec les rayons et l'ombre portée :
Formation de l'ombre portée
Les rayons lumineux partant de S et rasant la balle O délimitent l'ombre portée sur l'écran E.
L'ombre portée est la zone sur l'écran qui ne reçoit pas de lumière directement de la source S à cause de la présence de la balle O. Sur le dessin, c'est la zone hachurée ou coloriée sur l'écran. Étant donné que la balle est ronde et la source petite, la forme de l'ombre portée sur l'écran sera un disque (ou un cercle si on regarde l'écran de face).
Question 3 : Ombre propre de la balle
Principe :
L'ombre propre est la partie de l'objet opaque elle-même qui n'est pas éclairée par la source de lumière.
Identification sur le schéma :
Ombre propre et ombre portée
L'ombre propre est la partie de la balle qui est tournée à l'opposé de la lampe S. C'est la "face cachée" de la balle par rapport à la lumière. Sur le schéma, c'est la moitié droite de la balle (celle qui ne fait pas face à la lampe).
Quiz Intermédiaire 1 : Si tu es dehors en plein soleil, la partie de ton corps qui fait face au Soleil est éclairée. Comment s'appelle la partie de ton corps qui est à l'opposé du Soleil et qui n'est pas directement éclairée ?
Question 4 : Influence de la distance Balle-Lampe sur l'ombre portée
Principe :
La taille de l'ombre portée dépend de la position relative de la source de lumière, de l'objet et de l'écran. Lorsque l'objet se rapproche de la source de lumière (et que l'écran ne bouge pas), les rayons lumineux qui délimitent l'ombre s'écartent davantage.
Explication :
Si on rapproche la balle de la lampe, les rayons lumineux qui partent de la lampe et qui passent juste aux bords de la balle vont s'écarter davantage avant d'atteindre l'écran. Imagine que tu tiens ton doigt près d'une lampe et que tu regardes son ombre sur un mur lointain : si tu rapproches ton doigt de la lampe, son ombre sur le mur grandit.
Donc, si la balle est plus proche de la lampe, l'ombre portée sur l'écran sera plus grande.
Quiz Intermédiaire 2 : Et si on éloigne la balle de la lampe (en la rapprochant de l'écran), comment va changer la taille de l'ombre portée sur l'écran ?
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Qu'est-ce qu'un objet opaque ?
2. L'ombre portée d'un objet se forme :
3. Si une source de lumière est très grande (comme le Soleil) et très éloignée, les rayons lumineux qui arrivent sur un petit objet peuvent être considérés comme :
Glossaire
- Lumière
- Ce qui nous permet de voir. Elle se propage (voyage) en ligne droite dans un milieu transparent et homogène (comme l'air).
- Source de Lumière (ou Source Primaire)
- Objet qui produit et émet (envoie) sa propre lumière. Exemple : le Soleil, une lampe allumée.
- Objet Opaque
- Objet qui ne laisse pas passer la lumière à travers lui. Il l'arrête. Exemple : un mur, un livre, une personne.
- Ombre
- Zone où la lumière n'arrive pas parce qu'un objet opaque bloque son passage.
- Ombre Propre
- Partie d'un objet opaque qui n'est pas éclairée directement par la source de lumière.
- Ombre Portée
- Zone sombre qui se forme sur un écran (un mur, le sol, etc.) lorsqu'un objet opaque est placé entre une source de lumière et cet écran.
- Rayon Lumineux
- Ligne imaginaire qui représente le trajet suivi par la lumière. On le dessine souvent avec une flèche pour indiquer le sens de propagation de la lumière.
- Écran
- Surface sur laquelle on peut observer une ombre portée ou une image.
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