Lumière et propagation

1. Qu'est-ce qu'une source de lumière ?

Une source de lumière est un objet qui produit lui-même de la lumière. On distingue deux types :

• Les sources primaires (ou sources chaudes) : elles fabriquent leur propre lumière. Exemples : le soleil, une bougie allumée, une lampe torche, un feu de bois au marché d'Adjamé.
• Les objets éclairés : ils ne produisent pas de lumière, mais ils renvoient (réfléchissent) la lumière qu'ils reçoivent. Exemple : la lune, un cahier, le visage de Mamadou éclairé par une lampe.

Sans source de lumière, il n'y a pas de vision possible : c'est pour cela qu'il fait noir dans une pièce fermée sans lampe.

2. Le principe de la propagation rectiligne de la lumière

La lumière se déplace en ligne droite, tant qu'elle ne rencontre aucun obstacle. C'est ce qu'on appelle le principe de propagation rectiligne de la lumière.

On représente le trajet de la lumière par un rayon lumineux, dessiné comme une ligne droite avec une flèche qui indique le sens de propagation.

Comment le vérifier ?

Sonia, élève à Yamoussoumkro, fait une expérience simple : elle perce un petit trou dans trois feuilles de carton et les aligne devant une lampe. Si les trois trous sont bien alignés, la lumière passe et arrive de l'autre côté. Si elle décale un seul carton, la lumière est bloquée : elle ne peut pas contourner l'obstacle. Cela prouve que la lumière va tout droit.

3. La vitesse de la lumière

La lumière se déplace extrêmement vite : environ 300 000 kilomètres par seconde dans le vide (soit 300 000 km/s). C'est pour cela qu'on voit un éclair avant d'entendre le tonnerre : la lumière arrive presque instantanément, alors que le son est beaucoup plus lent.

4. Les milieux de propagation

La lumière peut traverser certains milieux, mais pas d'autres :

• Milieu transparent : laisse bien passer la lumière (l'air, l'eau claire, le verre). On voit clairement à travers.
• Milieu translucide : laisse passer un peu de lumière, mais on ne voit pas net (un verre dépoli, un tissu fin, l'eau boueuse du fleuve Bandama).
• Milieu opaque : bloque complètement la lumière (un mur, une table en bois, une tôle). C'est ce qui crée les ombres.

5. Ombres et zones d'ombre

Quand un objet opaque est placé sur le trajet de la lumière, il empêche la lumière de continuer : il se forme une ombre propre (sur l'objet lui-même) et une ombre portée (sur le mur ou le sol derrière l'objet).

Plus la source de lumière est proche de l'objet, plus l'ombre portée est grande. C'est exactement ce qu'observait Kofi avec ses mains devant la bougie !

6. Application : les éclipses

Grâce à la propagation rectiligne, on comprend les éclipses :

• Éclipse de soleil : la lune passe entre le soleil et la terre, elle bloque les rayons du soleil, une ombre se forme sur une partie de la terre.
• Éclipse de lune : la terre passe entre le soleil et la lune, l'ombre de la terre cache la lune.

7. Méthode pour résoudre un exercice

1. Identifier la source de lumière et l'objet opaque.
2. Tracer ou imaginer les rayons lumineux en ligne droite depuis la source.
3. Repérer où les rayons sont bloqués : c'est là que se forme l'ombre.
4. Conclure en utilisant le vocabulaire correct : source, rayon, propagation rectiligne, ombre propre, ombre portée, milieu transparent/opaque.