Propagation rectiligne de la lumière
Exercice 1
Compléter les phrases suivantes par les mots suivants : opaque, transparent, rectiligne, et translucide.
Dans un milieu transparent et homogène la lumière se propage de façon $\ldots\ldots\ldots$ Un milieu $\ldots\ldots\ldots$ laisse passer une partie de la lumière mais ne permet pas de distinguer les corps qui émettent cette lumière.
Un objet éclairé par une source placé derrière un écran $\ldots\ldots\ldots$ peut être distingué nettement.
Un milieu $\ldots\ldots\ldots$ ne peut être traversé par la lumière.
Exercice 2
Compléter le tableau par « OUI » ou « NON »
$\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline\text{Corps }&\text{transparent }&\text{Translucide }&\text{Ipaque}\\
\hline \end{array}$
$\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline \text{Eau }&&&\\ \hline \text{Bois }&&&\\ \hline \text{Papier huilé }&&&\\
\hline \text{vitre non teinté }&&&\\ \hline \text{huile }&&&\\ \hline \text{Lait }&&&\\ \hline
\text{Paupière }&&&\\ \hline \end{array}$
Exercice 3
Mettre une croix dans la case correspondant à la bonne réponse.
1. Un objet qui produit et émet de la lumière est : Une source primaire une source secondaire une source électrique
2. Un objet qui émet de la lumière reçue est :
Une source primaire une
source thermique une
source secondaire
3. Le soleil est une source :
Primaire
secondaire
artificielle
4. La lune est une source :
Artificielle
primaire
secondaire
Exercice 4
Répondre par vrai ou faux et corrigé l'erreur.
Corriger si la réponse est fausse
1. Un corps reçoit la lumière est une source de
lumière primaire
2. Un corps émet la lumière est une source de lumière secondaire
3. Écran de téléphone potable est une source de lumière secondaire artificielle
4. L'œil diffuse la lumière qu'il reçoit
Si la Terre existe entre le Soleil et la Lune on a l'éclipse solaire
5. Si la Terre existe entre le Soleil et la Lune on a l'éclipse lunaire
6. L'éclipse totale du Soleil existe dans l'ambre porté de Lune
7. L'éclipse partielle du Soleil existe dans la pénombre de Lune
8. Si la Lune existe entre le Soleil et la Lune on a l'éclipse lunaire
9. Si la Lune existe entre le Soleil et la Lune on a l'éclipse solaire
10. L'éclipse partielle de la Lune existe dans la pénombre de la Terre
11. L'éclipse totale de la Lune existe dans l'ombre portée de la Terre
Exercice 5
On éclaire un écran $E$ à l'aide d'une source lumineuse étendue.
1. Représenter la source lumineuse étendue et le faisceau lumineux.
2. Une boule opaque est placée dans le faisceau lumineux précédent.
Représenter son ombre propre, sa pénombre propre, son ombre portée et sa pénombre portée.
3. En s'inspirant du schéma précédent, expliquer, schéma à l'appui le phénomène de l'éclipse de Soleil.
Exercice 6
1. Proposer une légende sur le schéma suivant pour chacune des lettres $a$, $b$, $c$ $d$ et $e.$
2. Qu'est-ce qu'une source ponctuelle ?
3. Qu'est-ce qu'une source étendue ?
4. Qu'est-ce qu'une ombre ?
5. Qu'est-ce que la pénombre ?
6. Que se passe-t-il si l'objet est transparent ?
Exercice 7
En $1850$, Léon Foucault, astronome et physicien français du $19^{ème}$ siècle, démontre que la lumière se déplace moins vite dans l'eau puis, $12$ ans plus tard, il évalue que la vitesse de la lumière dans l'air est d'environ de $300000$ kilomètres par seconde avec une précision très satisfaisante.
1. Calculer le temps mis par la lumière pour parcourir un mètre dans l'air
2. Déterminer la distance parcourue par la lumière pendant une année dans l'air.
Que représente cette longueur ?
3. Le soleil se trouve à environ $150000000\,km$ de la terre.
Calculer le temps que la lumière émise par le soleil met pour nous parvenir sur la terre
Exercice 8
Nile Armstrong est astronome Américain qui s'est installé sur la lune pour la première fois en $1967$,
Dans une mission appelé Apollo $11$, la première expérience qui a était faite c'est la mesure de la distance Terre- lune en km.
Nile a place un miroir sur la surface de la lune pour refléter la lumière Laser issus de la Terre
Après son retour à Ta terre, il constatait que la lumière Laser dure $t=2\cdot 8s$ pour faire un aller-retour depuis la terre .
Sachant que la Vitesse de lumière est toujours $C=300 000\,km/s$
1. Calculer la distance $d$ entre la lune et la terre
2. Si un astronome voyage (fait un aller-retour) vers la lune $5$ fois .
calcule la distance $D$ parcourue en totale en unité $km.$
Exercice 9
L'année de lumière $\text{(symbole }a\cdot L)$ est une unité de distance qui correspond à la distance parcourue par la lumière en une année
1. Détermine la valeur de $1$ $a\cdot L$ en kilomètres
2. Pourquoi les astronomes préfèrent- ils cette unité au lieu du mètre et le kilomètre, pour mesurer des distances dans l'espace
Données
$1\,an=365\cdot 25$ jours $1$ jour=$24\,h$
Exercice 10
Pour mesurer la hauteur des arbres, les tours et les bâtiments on utilise l'une des propriétés mathématique “ théorème de Thalies”
Les physiciens donc on bénéficie cette propriété mathématique en utilisant un triangle isocèle ou bien un compas codé sur l'angle $15^{\circ}$ pour déterminer les hauteurs facilement
Les points $C$ et $A$ et $C$ doivent être rectilignes $OD=NM=8\,m$ la distance entre le bâtiment et la personne $d'ON=MD=1\cdot 70\,m$ la longueur de la personne.
2. Calculer la hauteur $h$ de ce bâtiment si $h=d+d'$
Exercice 11
Les unités en astronomie
L'année-lumière $(a.L)$ est une unité astronomique utilisée essentiellement dans les manuels de vulgarisation.
Les astronomes, pour exprimer les distances à l'échelle du système solaire, utilisent plutôt l'unité astronomique $(u\cdot 1)$ Elle correspond à la distance moyenne Terre-Soleil :
$1 u\cdot a=1.5\cdot 10^{8}km$
1. Exprimer l'unité astronomique en années -lumière. $(1u\cdot a=1.59\cdot 10^{8}$
2. Déterminer, en $km$, $u\cdot a$ et $a\cdot 1$, les distances suivantes :
$-\ $distance Terre-Lune : $3.84\cdot=1.59\cdot 10^{-5} a\cdot 1)$ ;
$-\ $distance Terre-nébuleuse de la Lyre : $2300\,a\cdot 1$ ;
$-\ $distance Pluton-Soleil : $5.9\cdot 10^{9}\,km$
$d_{TL}=3.84\cdot 105\,km=2.56\cdot 10^{-3}u\cdot a =4.1\cdot 10^{-8}a\cdot l$
$d_{Tn}=2300\,a\cdot l=2.176\cdot 10^{16}km=145\cdot 106\,ua$
$d_{PS}=5.9\cdot 109\,km=39.3\,u\cdot ua=6.24\cdot 10^{-4} a.l$