Propagation de la lumière - 4ème

Exercice 1

Mots croisés

Recopie et complète la grille ci-dessous.

Horizontal 

2. Diriger un instrument sur un objectif précis.

5. Le fait de propager

9. Pièce plongée dans l'obscurité dans laquelle on développe des photographies

12. Milieu dans lequel la vitesse de la lumière est d'environ 300 000 km/s.

13. Espace physique

14. Trait, ligne qui part d'un centre lumineux

17. Partie non éclairée qui représente l'ombre de l'objet éclairé

20. Qui laisse passer la lumière sans être totalement transparent

21. Façon dont se propage le plus souvent la lumière

23. Distance parcourue par la lumière en une année

24. Vitesse de propagation de la lumière    

Vertical 

1. Ensemble de rayons lumineux.

3. Disparition temporaire d'un astre dans l'ombre ou la pénombre d'un autre

4. Qui ne laisse pas passer la lumière

6. Qui a la forme d'un cylindre

7. Formé de parties de même nature

8. Zone d'ombre où la lumière du corps éclairant est partiellement interceptée.

10. Partie non éclairée d'un objet.

11. Qui s'écarte de plus en plus à partir d'un point de départ

15. Espace sombre produit par un corps qui intercepte la lumière.

16. Se dit de rayons qui arrivent en un même point.

18. Source primaire de lumière

19. Qui laisse passer la lumière

22. Satellite naturel de la Terre et objet diffusant

Exercice 2

Choisis  la bonne réponse

1. Distance de la Terre est-elle située ?

a. $4000000\,km$

b. $4a.l$                       

c. $4$ ans.                         

d. 1 année-lumière.

2. La distance entre la Terre et l'étoile Rigel est estimée à $863$ années-lumière. Combien de temps la lumière met-elle pour parcourir la distance entre Rigel et la Terre ?

a. $863$ siècles.                    

b. $8663$ jours.                           

c.$863000\,km$              

d. $863$ ans.

3. La lumière met environ $1.28s$ pour parcourir la distance Terre-Lune. 

À quelle distance de la Terre la Lune se situe-t-elle environ ?

a. $384000\,km$                 

b. $384\,km$

c. $350000\,km$                       

d. $128000\,km$

Exercice 3

Répond par vrai ou faux

1. Si la terre existe entre le soleil et la lune on a l'éclipse solaire 

2. Si la terre existe entre le soleil et la lune on a l'éclipse lunaire 

3. L'éclipse totale du soleil existe dans l'ambre porté de lune 

4. L'éclipse partielle du soleil existe dans la pénombre de lune 

5. Si la lune existe entre le soleil et la lune on a l'éclipse lunaire
 
6. Si la lune existe entre le soleil et la lune on a l'éclipse solaire 

7. L'éclipse partielle de la lune existe dans la pénombre de la terre
 
8. L'éclipse totale de la lune existe dans l'ombre portée de la terre 

Exercice 4

Répond par vrai ou faux. Corrige si la réponse est fausse

1. La partie sombre de l'objet est l'ombre portée 

2. La partie non éclairée de l'écran est l'ombre propre

3. Un objet placé dans le cône d'ombre d'un autre objet est invisible car non éclairé

4. Un objet éclairé par une source de lumière rouge a une ombre portée rouge

5. La vitesse de la lumières dans le vide est : 300 000 $600\,m/s$

6. L'année lumière égale : $1a\cdot L=9.466\cdot 10^{12}km$

7. Le milieu qui ne permet pas le passage de la lumière est  transparent 

8. Le symbole de la vitesse de la lumière est : km/s 

9. Milieu translucide  permet le passage de la lumière de voir les objets derrière 

10. Un corps opaque ne laisse pas passer la lumière et on ne voit pas à travers lui 

Exercice 5

1. Barre les mauvaises affirmations.

La Lune tourne autour de la Terre en 24 heures.

La Lune présente toujours la même face à la Terre.

La Lune tourne autour de la Terre en $28$ jours 

Une éclipse de Lune est l'ombre portée du Soleil sur la Lune.

Dans la pénombre on ne voit pas la source de lumière.

Dans la pénombre on voit entièrement la source de lumière.

Une éclipse de Soleil est l'ombre portée de la Terre sur la Lune.

Une éclipse de Soleil se produit pendant la pleine Lune.

L'éclipse de Lune se produit pendant la nouvelle Lune.

2. Représente à l'aide d'un schéma une éclipse de Lune

Exercice 6

1. Complète les phrases ci-dessous avec les mots suivants : ligne droite/ rayons /noire/ transparent / éclairée / faisceau/ombre

1.1. Dans un milieu $\ldots\ldots\ldots$ et homogène, la lumière se propage en $\ldots\ldots\ldots$

1.2. Un $$\ldots\ldots\ldots$ de lumière est un ensemble de plusieurs $\ldots\ldots\ldots$ de lumière.

1.3. Si un objet opaque est éclairé par une source, il se forme une $\ldots\ldots\ldots$ sur un écran correctement placé.

1.4. Depuis la zone $\ldots\ldots\ldots$ d'un objet, il est possible de voir la source qui éclaire cet objet.

1.5. L'ombre propre d'un objet opaque éclairé par une source de lumière rouge a une couleur $\ldots\ldots\ldots$

2. Quelles sont les conditions pour que la lumière se propage en ligne droite ?

3. Citer les types des faisceaux lumineux avec traçage :

Exercice 7

Complète les phrases par les mots suivantes :

Ligne droite, faisceau, rayon lumineux, produire, secondaire,$300000\,km/s$, transparent, opaque

1. Dans un milieu transparent et homogène, la lumière se propage en $\ldots\ldots\ldots\ldots$

2. Un ensemble de rayons lumineuses constituer un ………$\ldots\ldots$ lumineux

3. On produit l'énergie solaire avec la lumière du soleil.

4. Le trajet suivi par la lumière est modélisé par$\ldots\ldots$

5. Une source lumineuse primaire $\ldots\ldots$ de la lumière par elle-même tandis qu'une source $\ldots\ldots\ldots$ renvoie la lumière reçue

6. La lumière se propage à la vitesse $\ldots\ldots\ldots$

7. Un matériau $\ldots\ldots$ se laisse traverser par la lumière

8. Un milieu $\ldots\ldots$ ne se laisse pas traverser par la lumière

Exercice 8

Place les mots suivants dans la bonne place : la Terre, le cône d'ombre, éclipse de Soleil, alignés, éclipse de
Lune.

Lors d'une éclipse le soleil, la Terre et la Lune sont … $\ldots\ldots$

Quand la Lune passe entre le Soleil et $\ldots\ldots$ ; une partie de la surface terrestre se trouve alors dans l'ombre de la Lune il s'agit d'une $\ldots\ldots$

Quand la Lune pénètre dans $\ldots\ldots$ de la Terre ; elle n'est donc plus visible ; il s'agit d'un $\ldots\ldots\ldots$

Exercice 9

Complète les phrases suivantes:

Dans un milieu $\ldots\ldots\ldots$ : et $\ldots\ldots\ldots$, la lumière se propage en ligne $\ldots\ldots\ldots$

Un ensemble de rayons lumineuses constituer un $\ldots\ldots$ lumineux
 
La lumière se propage à la vitesse $\ldots\ldots\ldots$

Un faisceau de lumière est un ensemble de plusieurs $\ldots\ldots\ldots$ lumineux
 
Le milieu $\ldots\ldots$ permet le passage de la lumière de voir les objets derrière elle, par exemple : le verre. 

Mais le milieu $\ldots\ldots$ ne permet pas le passage de la lumière, comme $\ldots\ldots$

Le trajet suivi par la lumière est modélisé par $\ldots\ldots$

L'année lumière est la $\ldots\ldots$ parcouru par la lumière dans l'espace au cours d'une année 

Exercice 10

Complète les phrases suivantes par les mots suivants : opaque, transparent, rectiligne, et translucide. 

Dans un milieu $\ldots\ldots$ et homogène la lumière se propage de façon $\ldots\ldots$

Un milieu $\ldots\ldots$ 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 transparent peut être distingué nettement. 

Un milieu $\ldots\ldots$ ne peut être traversé par la lumière. 

Exercice 12

Sachant que la distance entre la terre et le soleil est de $d=150000000\,km$

1. Comment se propage la lumière de Soleil vers la Terre 

2. Sachant que la vitesse de la lumière est $c=300000\,km/s$

Calcule le temps pour que un rayon arrivé à la Terre au Soleil 

Exercice 13

La distance du Soleil à la Terre est de $150000000\,km$

1. Convertis la distance Terre-Soleil en mètres. Donne la réponse en écriture scientifique.

2. Calcule le temps que met la lumière pour nous parvenir du Soleil.

Donnée : la vitesse de la lumière dans le vide et dans l'air est :

$c=300000\,km/s=3\cdot 10^{8}m/s$

Exercice 14

1. Mars est une planète similaire à la Terre 

Mars est loin du soleil environ $228000000\,km$

Sachant que la vitesse de la lumière dans le vide est $c=3000000\,km/s$

Calcule la durée pour que la lumière du soleil parvienne à Mars en seconde et en minute 

2. La lumière du soleil met 8 minutes pour nous parvenir

Quelle est la distance Terre-Soleil en km; puis en année-lumière (une année-lumière est la distance parcourue par la lumière dans le vide pendant un an)

Exercice 15

1. La lumière met $4\,h12\,min$ pour aller du Soleil à Neptune, planète la plus éloignée du Système Solaire. 

Calcule la distance Soleil-Neptune en $km$

2. La galaxie d'Andromède est située à environ $2.3\cdot 10^{19}km$ de la Terre. 

Calcule le temps que met la lumière pour venir d'Andromède. Exprimer le résultat en s puis en années. 

3. Alkaïd, une des étoiles de la Grande Ourse est située à $9.4608\cdot 10^{14}km$ de la Terre. 

3.1. Calcule le temps que met la lumière pour nous parvenir. Exprimer le résultat en s puis en années.

3.2. En quelle autre unité aurait-on pu mesurer cette distance ? 

4. La lumière parcourt 900 km dans une fibre optique en verre en $4.5\cdot 10^{-3}s$
Calcule la vitesse de la lumière dans le verre. 

Exercice 16

En $1850$, Léon Foucault, astronome et physicien français du $19ème$ 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. Calcule le temps mis par la lumière pour parcourir un mètre dans l'air 

2.  Détermine la distance parcourue par la lumière pendant une année dans l'air. 

Que représente cette longueur ?