1) Rappels sur les notations scientifiques (afin de compacter l écriture des grandeurs étudiées) 10=10 1

Transcription

1 M1EEF Coursdephysique Chapitre1:Lalumière Travauxpratiquesetexercices Travauxpratiques Matérielàdisposition:unelampe,troisfiltresdecouleurbleu,vertetrouge 1) Vérificationexpérimentaledelasynthèseadditivedescouleursprimaires a) Commentprocéder? b) Observations c) Représentezletrajetdesrayonslumineux(on supposeraquelasourceestponctuelle) d) Interprétation vérification 2) Ombres a) Rappelezladéfinitiond uneombre b) Observezl ombred unobjetopaqueenlumière blanche,schématisezl expérience,queremarque t on? c) Enutilisantlefiltredecouleurrouge,reprendrelaquestion2)b) d) Enutilisantunéclairageenlumièrerougeetverte(résultatslespluscontrastés), reprenezlaquestion2)b). e) Quesepasse t ilsionéclaireunobjetaveclestroiscouleurs? Exercices 1) Rappelssurlesnotationsscientifiques(afindecompacterl écrituredesgrandeursétudiées) 10=10 1 Parconvention10 0 =1 100=10 2 0,1= =10 3 0,01= =10 4 Aussi200s écrit200=2x100=2x10 2 = ,003=3x0,001=3x10 3 = Ennotationscientifique,toutnombres écritparunchiffre(de1à9)multipliéparunepuissancede 10.Exemple799=7, Exercezvousaveclesexemplessuivants: =7, ; =2, ,00036=3, ; 0,0023=2, ) Extraitdeconcours(Région5,Concours2007)(lecorrigévousseratransmislasemaine suivante) Uneboiteferméeestpercéed unpetittrousurunedesesfaces.lefonddelaboite,faceautrou, estconstituéd unpapiercalque.surlepapierclaquedufond,onobserve l magepetiteetrenverséed unobjetlumineux. a) Expliquezpourquoienréalisantunschéma. b) Quesepasse t ilsionéloignelabougie?justifiezparunschéma. c) Quesepasse t ilsionagranditletrou?justifiezparunschéma.

2 M1EEF Coursdephysique TP Quelquesélémentsderéponse 1) Synthèseadditivedescouleurs Manipulationpourmontrerlasynthèseadditivedescouleurs Schémaassociéàl expérience On commence par schématiser le principe de la manipulation en considérant deux sources ponctuelles. En effet, l ampoule peut être considérée comme une source ponctuelle (le filament) qui éclaire un filtre rouge sur un côté et un filtre bleu sur l autre. Tout se passe comme si on avait deux sources ponctuelles de couleur bleue et rouge. Par un système de miroir,onpeutsuperposerlesfaisceauxlumineuxissusdecesdeuxsources. Crédit:OlivierKRYSTALIE,M1EEFG2Liegeard

3 M1EEF Coursdephysique Onrenouvelleensuitel expérienceavectroissourcesdecouleur(rouge,vert,bleu)eton schématisel expériencecommesuit: 2) Ombre Onpeutcommencerl expérienceenéclairantunobjetenlumièreblanche.onpeutensuite larenouvelerenutilisantunfiltreparexempleunfiltrerouge.onconstatealorsquel ombre portéeestsombreetquelerestedel écranestéclairéeparunelumièrerouge. Crédit:Olivier KRYSTALIE,M1EEFG2 Liegeard Onconstatealors: a) Quel hypothèsedelasourceponctuelleestjustifiée,pasdepénombre

4 M1EEF Coursdephysique b) Queplusonapprochelasource,plusl ombreportéeestgrande.eneffet,quand on s éloigne de la source, le cône d ombre est plus petit que quand on s approche de la source. Ci dessous la représentation schématique de cette observation: Crédit:Olivier KRYSTALIE,M1EEFG2 Liegeard Si on éclaire maintenant un objet par deux sources ponctuelles de couleurs différentes (rougeetbleueparexemple),onobserve:

5 M1EEF Coursdephysique Unschémaillustratifpermetd expliquercetteobservation Crédit:Olivier KRYSTALIE,M1EEFG2 Liegeard Corrigédel extraitdeproblèmedeconcours Cedispositifs appelleuneboitenoire.c estl ancêtredel appareilphotographique.enmettantune surface photosensible(qui réagit à la lumière) à la place du papier calque, on pourrait obtenir une photorenverséedel objetvisé. Lecalquepermetd observerl imagedirectementgrâceauphénomènedediffusiondelalumière.on expliquececigrâceauxloisdel optiquegéométrique:lalumièresedéplaceenlignedroite:onpeut alorsmodéliserlatrajectoiresuivieparlalumièreavecunrayonlumineuxsurmontéd uneflèche. Sionéloignelabougiedelaboite,l imagedelabougievisiblesurlecalqueseratoujoursrenversée maispluspetite.

6 M1EEF Coursdephysique L angle α sous lequel est vue la bougie depuis le trou a diminué: cet angle s appelle le diamètre apparent.enastronomie,onpréfèreparlerdudiamètreapparentd uneétoileplutôtquesataille. Sionagranditletrou,l imagedelabougievadevenirfloue.onpeutconsidérerqueletrouestune succession d un grand nombre de petits trous juxtaposés. Chaque trou va apporter sa contribution lumineuse et l image finale sera la superposition de toutes ces images: on va obtenir une image certespluslumineusemaisfloue.