Sources de lumière – Vision d’un objet
I- Qu’est ce qu’une source de lumière ?
1.1. Qu’est ce qu’une source primaire ?
Une source primaire de lumière produit la lumière qu’elle émet.
Exemples : soleil, lampe, vidéoprojecteur.
1.2. Qu’est ce qu’un objet diffusant ?
Matériel : une source de lumière primaire, un écran blanc, un écran transparent, un écran noir, support pour les écrans et un objet.
Expérience :
A - On place une figurine à côté d’une torche allumée.
B - On interpose un écran blanc sur le trajet de la lumière et on l’oriente pour rendre la figurine visible.
C - On remplace l’écran blanc par un écran transparent.
D - On remplace l’écran blanc par un écran noir de mêmes dimensions.
Schéma :
Observations : L’écran blanc permet de visualiser l’objet, mais pas l’écran noir, ni la plaque de verre.
Conclusion : Un écran diffusant est une source de lumière secondaire c'est à dire qu'il peut être utilisé pour éclairer un objet.
Un écran noir ne diffuse pas la lumière.
Exemples : la lune, les planètes, les objets éclairés.
II- Quelles sont les conditions pour voir un objet ?
Matériel : bouteille d’eau, source lumineuse primaire et un cache opaque.
Expérience :
A- Met la bouteille d’eau devant une lampe éteinte dans une salle obscure.
B- Allume la lampe et dirige la lumière vers tes yeux.
C- Place un cache opaque entre tes yeux et la lampe orientée vers la bouteille.
D- Enlève le cache.
Schéma :
Observations :
A- Dans la salle obscure, on ne voit pas la bouteille.
B- Lorsque la lampe est allumée et la lumière dirigée vers nos yeux, on ne voit pas la bouteille mais on voit la lampe allumée.
C- Lorsqu’un cache opaque est placé entre nos yeux et l’objet éclairé par la lampe, on ne voit pas la bouteille.
D- On voit la lampe et la bouteille, lorsque la lumière est allumée et éclaire la bouteille, et qu’aucun cache opaque n’est placé entre nos yeux et l’objet éclairé par la lampe.
Interprétation :
On ne voit la bouteille que lorsqu’elle reçoit de la lumière provenant de cette bouteille.
Conclusion : Pour voir un objet il faut que l’œil reçoive de la lumière provenant de cet objet.
III- Quels sont les dangers de certains rayons lumineux ?
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1- Les rayonnements ultra-violet (UV) bien qu’indispensables à la vie sur Terre sont pourtant nocifs pour la santé, notamment pour la peau et les yeux. Les UV sont classés en deux catégories (UV A et UV B) et sont responsables du vieillissement de la peau, peuvent conduire à des cancers de la peau en cas d’expositions prolongées au soleil ainsi qu’à des cataractes (pouvant conduire à la cécité). Pour se protéger des UV, il faut limiter les expositions au soleil ou protéger sa peau (crème solaire ou vêtement) et ses yeux (lunettes) en cas d’exposition.
2- Dans le cas d’une cataracte, c’est le cristallin qui devient opaque. La lumière ne pénètre plus correctement dans l’œil et on devient aveugle (cécité).
3- Le Laser est une source de lumière très intense. Regarder un laser peut provoquer de graves brûlures de la cornée et de la rétine, pouvant conduire à une cécité totale ou partielle.
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4- Le sigle LASER signifie « Light amplification by Stimulated Emission of Radiation » ce qui
signifie en français « amplification de lumière par l’émission stimulée de radiation ».
5- Tous les principaux défauts de l’oeil comme la myopie, l’hypermétropie ou l’astigmatisme peuvent maintenant être traitées par la chirurgie laser.
6- Dans une salle contenant un laser il faut bien entendu ne jamais regarder la lumière du Laser. Mais attention il y a bien d’autres précautions à prendre. Il faut notamment faire attention à tout ce qui peut dévier ou réfléchir le rayon laser (verre, miroir, plexiglass…) car si le faisceau de lumière prend une direction différente, il pourrait blesser quelqu’un présent dans la salle. Dans les laboratoires de physique utilisant des lasers très puissants, les expérimentateurs ne doivent pas emporter d’objet tels que des montres, des bagues, bracelets métalliques, c'est-à-dire tout objet qui pourrait dévier le faisceau de lumière.
IV- Histoire des sciences : Al Hassan Ibn Al Haytham, fondateur de l’optique moderne.
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1- Le nom Alhazen est d’origine irakienne.
2- Sa principale oeuvre est Kitab al Manzis, qui fut traduit en latin sous le titre Thesaurus Alhazani Opticae. C’est dans cette œuvre que Alhazen remet en cause la théorie qui prétend que l’œil envoie un fluide pour palper les objets et ainsi les voir. Il démontrera les conditions de vision en montrant que l’œil est sensible à la lumière qu’il reçoit des objets. Un objet ne peut-être vu que s’il renvoie de la lumière à notre œil.
3- Dans les deux premières lignes du document 3, Alhazen évoque le phénomène de diffusion de la lumière par les objets. (voir cours)
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4- Le sténopé est un dispositif optique simplissime permettant d'obtenir un appareil photographique dérivé de la camera obscura. Il s'agit d'un simple trou, de très faible diamètre. Un appareil photographique à sténopé se présente sous la forme d’une boîte dont l’une des faces est percée d’un minuscule trou qui laisse entrer la lumière. Sur la surface opposée au trou vient se former l'image inversée de la réalité extérieure, que l'on peut capturer sur un support photosensible (tel que du papier photographique).
5- La membrane diversement colorée qui permet à la pupille de se dilater ou de se rétracter est l’iris.
6- Un observatoire est un lieu d’observation.