En termes de compétences

Transcription

1 LUMIERE & OMBRES Observer des phénomènes quotidiens, en apporter une interprétation et engager les élèves dans une première démarche de construction d un modèle scientifique (fournir une interprétation élémentaire des phases de la Lune et des éclipses).

2 En termes de compétences Une ombre nécessite une source de lumière. Sa forme dépend de la forme de l objet, de sa position et de son orientation par rapport à la source. La lumière suit un trajet rectiligne dans un milieu homogène. Pour qu un objet soit vu, il est nécessaire que la lumière issue de cet objet entre dans l œil. Une source lumineuse ponctuelle et un objet opaque déterminent deux régions de l espace : une région éclairée d où l observateur voit la source et une région à l ombre d où l observateur ne voit pas la source. Lorsque la source la source lumineuse est étendue, il y a en plus une zone intermédiaire d où l observateur ne voit qu une partie de la source.

3 Un objet opaque éclairé par une source de lumière a une partie éclairée et une partie à l ombre. Les formes visibles de ces surfaces varient suivant la place de l observateur L ombre projette-t-elle toujours la forme de l objet qui la produit?

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5 En termes d attitudes Poser des questions précises et cohérentes à propos d une situation d observation ou d expérience. Imaginer et réaliser un dispositif expérimental susceptible de répondre aux questions que l on se pose, en s appuyant sur des observations, des mesures appropriées ou un schéma. Utiliser des instruments d observation et de mesure : double décimètre, loupe, boussole, balance, chronomètre ou horloge, thermomètre.

6 Rédiger un compte-rendu intégrant schéma d expérience ou dessin d observation. Recommencer une expérience en ne modifiant qu un seul facteur par rapport à l expérience précédente.

7 ACTIVITES POSSIBLES À partir d un gnomon Matériel nécessaire : un support assez épais un style droit un perçage perpendiculaire une boussole ou une aiguille aimantée un niveau à bulle

8 L OBJET & SON OMBRE Peut-on faire varier l ombre d un objet donné? Peut-on obtenir une forme donnée à partir d objets différents?

9 Peut-on voir un rayon lumineux? Comment se déplace la lumière?

10 PROBLEMATIQUE À partir d une source lumineuse ponctuelle trouver plusieurs positions pour voir ou ne pas voir la source lumineuse ponctuelle et représenter son travail sur un schéma. matériel une lampe de poche ou un montage électrique. un objet opaque. un personnage.

11 En faisant varier la distance entre la source lumineuse et l objet. Mêmes manipulations en utilisant un observateur plus grand que l objet. h H h < H

12 NIVEAUX D EXIGENCE La lumière rend les objets visibles quand ils sont éclairés (directement ou indirectement) Tout objet capable d émettre de la lumière est une source lumineuse. L ombre d un objet éclairé par une source lumineuse est la zone qui ne reçoit pas de lumière provenant de cette source lumineuse. Il y a autant d ombres que de sources de lumière. La lumière se déplace en ligne droite. Les rayons lumineux sont rectilignes.

13 Un objet opaque éclairé produit une ombre portée sur l écran. La taille de l ombre portée sur l écran dépend de la distance entre la source lumineuse et l objet et/ou de la distance entre l objet et l écran.

14 LEXIQUE : Source lumineuse ponctuelle ou étendue : ponctuelle : la lumière est issue d un point étendue, elle l est d un objet de taille infinie Ombre propre et ombre portée : propre : ombre sur l objet lui-même, portée : ombre de l objet portée sur un écran. Rayon lumineux : trajet virtuel d un seul rayon issu d une source ponctuelle dans une direction donnée. Pinceau de lumière : plus petit ensemble de rayons lumineux issus d une source lumineuse (lampe de poche). Réflexion : propriété de certaines surfaces renvoyant la lumière qu elles reçoivent. Opaque : objet arrêtant la lumière Transparent : objet laissant passer la lumière Translucide : objet diffusant la lumière qu il reçoit. Trajet rectiligne de la lumière : la lumière se déplace en ligne droite. Et occasionnellement : Pénombre : zone éclairée par une partie d une source lumineuse étendue. Image : convergence réelle ou fictive des rayons lumineux issus d un objet après traversée d un instrument d optique.