5.1 Notes : Le modèle du rayon de lumière PDF

Sciences 8 Nom : \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ Bloc : \_\_\_\_\_\_\_\_ Date : \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ **5.1 Notes : Le modèle du rayon de lumière** *Un **rayon** est une ligne droite imaginaire qui indique dans quelle direction se déplace la lumière*. -...

Sciences 8 Nom : \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ Bloc : \_\_\_\_\_\_\_\_ Date : \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ **5.1 Notes : Le modèle du rayon de lumière** *Un **rayon** est une ligne droite imaginaire qui indique dans quelle direction se déplace la lumière*. - - - la lumière possède certaines propriétés qui se décrivent bien avec des ondes (longueur d'onde, fréquence, couleurs différentes) → **le modèle ondulatoire** **de la lumière** - mais la lumière possède aussi d'autres propriétés qui se décrivent mieux avec des particules (photons) → **le modèle particulaire/corpusculaire** **de la lumière** - tous les deux sont utiles, alors les physiciens d'aujourd'hui appellent cela **la dualité onde-corpusculaire de la lumière** - pour étudier l'optique, on utilise un modèle simplifié : **le modèle du rayon de lumière**, dans lequel la lumière est simplement représenté par une ligne droite - ce modèle nous aide à comprendre comment la lumière est réfléchie par des **miroirs** et comment elle est réfractée par des **lentilles** - aussi, le type de matériau dont est fait un objet détermine la quantité de lumière qui sera absorbée, réfléchie, ou transmise ***Transparent Translucide Opaque*** - un matériau **transparent** permet à la lumière de passer librement à travers lui - un matériau **translucide** comme le verre givré laisse passer les rayons à travers, mais ils sont ensuite éparpillés \[scattered\] dans toutes les directions - un matériau **opaque** bloque toute la lumière - Identifie le type de matériau dans le diagramme ci-dessous en regardant comment les rayons interagissent avec lui : **\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_**  **Les ombres** - le modèle des rayons est aussi utile pour prédire la formation et les dimensions des ombres : - ces constructions géométriques \[ray diagrams\] montrent comment la distance d'une source lumineuse peut affecter la taille de l'ombre d'un objet un objet plus petit projette une ombre plus grande, car il est plus proche de la source lumineuse **La lumière peut être réfléchie** - nous savons qu'on peut voir son image (son reflet) dans un miroir : un miroir réfléchit toute la lumière qui le touche - mais un papier blanc réfléchit toute la lumière qui le touche aussi, alors, le papier blanc est-il un miroir?? - non, évidemment : pour agir comme un miroir, la surface doit être lisse par rapport à la longueur d'onde de la lumière qui frappe la surface - même si la page peut sembler lisse, une photographie prise à travers un microscope révèle que ce n'est pas le cas (**B**, ci-dessous)  ***Les surfaces lisses reflètent la lumière uniformément. Les surfaces irrégulières reflètent irrégulièrement la lumière.***  ***La surface d'un papier vue avec un microscope électronique.*** **La loi de la réflexion** - la lumière est réfléchie par un miroir de la même façon comme une balle de billard rebondit du bord de la table de billard :  ***Rayon réfléchi Normale Rayon incident*** ***r = angle de réflexion i = angle d'incidence*** - la **loi de la réflexion** dit : «l'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence» - la droite appelée **normale** est une droite imaginaire perpendiculaire à la frontière entre deux matériaux (comme l'air et le miroir ou l'air et le verre ou l'air et l'eau) - note que l'angle d'incidence et l'angle de réflexion sont mesurés entre la normale et le rayon (*non entre le miroir et le rayon*) **La réfraction de la lumière** - lorsque les rayons lumineux passent de l'air au verre, ils ralentissent et changent de direction, car le verre est plus dense que l'air, mais une fois à l'intérieur du verre, les rayons se déplacent en ligne droite - **l'angle de réfraction** (***R***) est l'angle du rayon lumineux qui traverse la frontière entre deux matériaux ,et ***R*** est mesuré entre le rayon réfracté et la normale ***A. Lorsque les rayons passent de l'air à B. Lorsque les rayons passent de l'eau à*** ***l'eau, ils ralentissent et se réfractent l'air, ils accélèrent et se réfractent en*** ***vers la normale. s'éloignant de la normale.*** **La réfraction de la lumière dans l'eau...** *It's really hard to shoot a fish!*  - lorsque les rayons lumineux réfléchis par le poisson passent de l'eau à l'air, ils sont réfractés en s'éloignant de la normale, mais ton cerveau suppose que tous les rayons lumineux voyagent à la même vitesse (*brains is so dumb*), donc les rayons lumineux venant du poisson et pénétrant dans tes yeux semblent provenir d'une moins grande profondeur - - néanmoins, le poisson-archer est un remarquable chasseur qui attrape les insectes posés sur des branches situées au-dessus de l'eau - lorsqu'il repère un insecte, il lance un filet d'eau avec sa bouche en direction de sa proie - étant donné que la lumière se réfracte lorsqu'elle passe de l'air à l'eau, l'insecte semble être à un endroit différent de sa place réel, mais le poisson-archer est capable de tenir compte de l'angle de réfraction (wow, *good brain!*) - -  Related image  - **À lire** : «Ce que tu dois faire» des deux activités (5-3 et 5-4) à la **page 177** du manuel. *On fera ces deux activités pendant la prochaine classe*. **Questions ** 1. Compare les mots suivants : a. b. translucide et transparent c. réfléchir et réfracter 2. L'angle d'incidence d'un rayon de lumière est de 35°. Quel est l'angle de réflexion? 3. Pourquoi peux-tu voir ton reflet dans une feuille de papier d'aluminium lisse, mais non dans une boule de papier d'aluminium chiffonnée \[crumpled\]? 4. Une fenêtre en verre est transparente, mais la nuit tu peux voir ton reflet dedans. Explique. 5. Pourquoi est-il préférable que les pages d'un livre soient rugueuses plutôt que lisses et glacées? 6. Trace une droite qui représente un miroir plat. Ajoute ensuite une normale perpendiculaire au miroir. Trace un rayon de lumière qui approche et qui touche le miroir au même endroit que la normale. Complète la construction géométrique des rayons en montrant la réflexion du rayon. Ensuite, indique le rayon incident, la normale, le rayon réfléchi, l'angle d'incidence et l'angle de réflexion. 7. **BONUS** : Dans le chapitre 4, tu as vu les types de rayonnement électromagnétique comme les rayons X et les rayons infrarouges, que les télécommandes \[remote controls\] utilisent. Selon toi, la propriété de réflexion s'applique-t-elle aux rayonnements invisibles aussi? Peux-tu concevoir une expérience pour tester ton hypothèse?