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sources de lumière primaires
Il existe deux sortes de sources de lumière. Les sources primaires et les sources secondaires. Les sources primaires produisent de la lumière par elles-mêmes. Cette émission est possible car il y a transformation d'une énergie chimique (bougie), électrique (lampe, enseignes), biochimique (vers luisant) ou nucléaire (soleil, étoiles) en énergie lumineuse. Il existe deux sortes de sources primaires. Les unes rayonnent par incandescence et les autres par luminescence. Dans le premier cas, le rayonnement est émis parce que l'objet est chaud (étoile, lampe, bougie ..). Dans le deuxième cas, de la lumière dite froide est émise quand le rayonnement provient de transformations qui ont lieu à l'intérieur des atomes. Par exemple, les atomes du gaz néon transforme l'énergie électrique reçue en énergie lumineuse.
sources secondaires
Les sources secondaires ou objets
diffusants sont des objets dont la surface éclairée, renvoie,
dans toutes les directions, une partie de la lumière qu'elle reçoit.
La lune, les planètes, les objets qui nous entourent sont des sources
secondaires de lumières. Une tomate (rouge) est éclairée
par la lumière blanche d'une lampe. Elle absorbe toutes les couleurs
de la lumière sauf le rouge qu'elle diffuse dans toutes les directions.
C'est un objet diffusant ou source secondaire.
Propagation de la lumière
La lumière du soleil et des étoiles nous atteint
après avoir traversé le vide de l'espace. Contrairement au
son, la lumière n'a pas besoin de milieu matériel pour se propager.
La lumière se propage dans le vide et dans les milieux
transparents (eau, verre, plastique transparent ..). La lumière se
propage en ligne droite dans un milieu homogène et transparent.
Le système de l'appareil photo en est une preuve. Sur l'illustration:
Le fond d'une boite noire a été remplacée par un papier
calque. La face opposée a été percée. L'image
inversée et réduite de l'arbre se forme sur le fond. Ce phénomène
s'explique par la propagation rectiligne de la lumière. Dans un appareil
photo, le calque est remplacé par un film et une lentille convergente
est placée dans le trou pour concentrer les rayons sur une plus petite
surface.
On représente le chemin de la lumière par
une droite appelée rayon lumineux. La flèche indique le sens
de propagation de la lumière.
Un faisceau lumineux est un ensemble de rayons lumineux.
ombres et lumières
Comme la lumière se propage en ligne droite elle
créé une ombre quand elle rencontre un obstacle. Si
la source lumineuse est très petite, l'ombre portée a des contours
très nets. Si elle est grande, l'ombre portée a des contours
flous. La zone entre l'ombre portée et la lumière s'appelle
la pénombre. Cette zone ne reçoit qu'une partie de la lumière
de la source. Lors d'une éclipse de Soleil, l'ombre de la lune
est projetée sur la Terre. Les personnes dans l'ombre portée
sont dans l'obscurité totale. Ceux qui se trouvent dans la pénombre
connaissent une éclipse partielle.
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vitesse de la lumière
La vitesse de la lumière dans le vide est une constante
universelle notée célérité c=299 792 458 m/s.
Couramment on prend la valeur approchée: c=3 10
8 m/s soit 300 000 000 m/s.
Aucun objet, aucune particule ne peut atteindre cette limite.
La vitesse de la lumière dépend du milieu qu'elle traverse.
C'est le physicien Léon Foucault qui le démontra en 1850.
Par exemple, la vitesse de la lumière dans l'eau est égale
au 3/4 de celle dans l'air.
Vitesse dans eau = 3/4 c = 225 000 000 m/s.
Un prisme decompose la lumiere car chaque couleur de la lumiere blanche
est associee a une differente vitesse a l'interieur du prisme.
Comme les couleurs ne voyagent pas a la meme vitesse elles
ne se refractent pas (plient pas) de la meme facon. Le bleu se refracte
plus que le rouge. Newton fut le premier a prouver, grace a un prisme,
que la lumiere blanche se composait de plusieurs couleurs.
Grace a la refraction il a demontrer ce phenomene. De meme
des gouttes d'eau refractent la lumiere du Soleil et forment
un arc en ciel.
clique sur l'image: la refraction depend
de la longeur d'onde de la lumiere (ou la couleur) qui penetre dans
le prisme. Plus la longueur d'onde est petite (bleu)
plus la refraction est importante.
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