Sur une nouvelle feuille, créez un chapitre S3 intitulé « La lumière, une onde qui se propage. » puis faire l’activité 1.
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Activité à rechercher avant de venir en cours
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Activité 1 : Les sources de lumière
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1° Recopier les définitions suivantes dans votre cours :
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« Les sources rayonnantes émettent leur propre lumière »
« Les sources diffusantes renvoient la lumière dans toutes les directions. »
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2° Quel est le trajet correct pour la lumière ?
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3° Classez les exemples proposés ci-dessous en précisant si les sources sont rayonnantes ou diffusantes :
Le soleil ; La Lune ; Un livre ; une lampe ; L’écran de l’ordinateur ; Le mur de la classe.
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4° Et le noir ! Qu’est-ce que c’est ?
Lorsque nous observons le ciel de nuit, certains endroits nous apparaissent noir. Ils correspondent à des endroits où il n’y a pas d’étoile. Le noir correspond donc à une absence de lumière.
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4.1° Le livre ci-dessous est un objet qui est éclairé mais qui apparait noir. Quelle est la signification du « point d’interrogation » ?
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4.2° Que devient la lumière qui a été émise par la lampe ?
Indication : Si vous laisser le livre suffisamment longtemps sous la lumière, vous pouvez remarquer en le touchant qu’il s’est réchauffé.
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4.3° Complétez la phrase en utilisant le vocabulaire proposé :
« La lumière est ……………. par les objets noirs. Ceux-ci ne ………………………..plus de lumière : Ils …………………. donc ……. »
Vocabulaire proposé : apparaissent – absorbée – renvoient – noirs
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Autres activités qui seront faites durant le cours
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Activité 2 : La lumière nous parvient-elle instantanément ?
Galilée a tenté de mesurer la vitesse de la lumière mais il a compris qu’elle était trop grande pour être mesurée à son époque sur une petite distance. Voici un schéma qui résume son expérience :
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On sait maintenant qu’il lui aurait fallu qu’il puisse disposer d’un chronomètre très précis puisque le temps nécessaire à la lumière pour parcourir 1800 m est de 6 × 10-6 s soit 6 µs (ou 0,000006 s).
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Questions :
1° S’il avait eu un chronomètre avec une telle précision, quelle valeur aurait-il obtenu pour la vitesse de propagation de la lumière dans l’air ?
Indication : Reportez-vous au chapitre sur la vitesse si vous ne savez plus comment faire. Répondez en respectant la structure de réponse suivante :
- a) formule
- b) application numérique (conversion ?)
- c) Phrase réponse de conclusion.
2° On notera dans le cours :
« La vitesse de la lumière dans le vide vaut c = 3,00 × 108 m/s (ou 300 000 000 m/s). »
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3° La valeur c = 3,00 × 108 m/s est une valeur arrondie. Quelle est, ici, la précision qui correspondant à cette donnée numérique ?
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Activité 3 : Combien de temps mets la lumière du Soleil pour parvenir sur Terre ?
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Donnée : On pourra utiliser la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide : c = 3,00 × 108 m/s (ou 300 000 000 m/s)
La distance d entre la Terre et le Soleil est de 150 millions de km.
1° Choisir les valeurs de d qui correspondent à la valeur indiquée ci-dessus et recopier vos choix dans votre cours :
- 150 000 km
- 150 000 000 km
- 150 000 000 m
- 150 000 000 000 m
- 1,5 × 105 km
- 1,5 × 108 km
- 1,5 × 1011 m
- 1,5 × 1014 m
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2° Utiliser cette valeur (sous la forme que vous voulez) ainsi que la valeur de la vitesse de la lumière (voir ci-dessus) pour calculer la durée du trajet de la lumière du Soleil pour parvenir jusqu’à la Terre.
Répondez en respectant la structure de réponse suivante :
- a) formule
- b) application numérique (conversion ?)
- c) Phrase réponse de conclusion
- d) Convertissez ce résultat en min et seconde.
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Activité 4 : L’année-lumière
Répondez au quiz qui vous est proposé
Pour accéder au module « S’ENTRAÎNER : L’année-lumière (1)« , cliquez sur le lien https://edu.tactileo.fr/GO et utiliser le code ci-dessous
Pour tous les groupe-classe, utiliser le code L7C7
Répondez au quiz qui vous est proposé et noter votre cours…
1° Une année lumière est-elle une unité de distance ou de temps ?
2° Recopier le calcul qui vous permet de recalculer la valeur d’une année-lumière.
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Activité 5 : La lumière qui provient de l’étoile la plus proche (après le Soleil)
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Voici un extrait d’un journal scientifique d’astronomie :
« L’étoile la plus proche de la Terre après notre Soleil qui peut être considéré comme notre voisin, s’appelle « Proxima du Centaure ». Elle est située à 4,3 années-lumière de la Terre. Cette distance peut paraître immense quand on sait que la valeur d’une année-lumière est de 9,5 × 10 15 m, pourtant nous ne nous sommes pas beaucoup avancés dans l’univers car nous n’en sommes qu’à la première étoile rencontrée. »
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1° Combien de temps met la lumière pour faire ce trajet ?
2° Connaissant la valeur d’une année lumière, calculez cette distance en m.
Répondez en respectant la structure de réponse suivante :
- a) formule
- b) application numérique (conversion ?)
- c) Phrase réponse de conclusion.
3° Calculez le rapport de grandeur entre cette distance et la distance qui nous sépare du Soleil
4° Pourquoi peut-on affirmer dans l’extrait du magazine scientifique ci-dessus, que le Soleil peut être considéré comme « notre voisin » ?
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Activité 7 : La lumière se propage dans les milieux transparents
La lumière se propage aussi dans l’eau
Quelques valeurs de la vitesse de la lumière sont regroupées dans le tableau suivant :
Questions :
1° Comment appelle-t-on la vitesse d’une onde lumineuse ?
2° La célérité de la lumière est-elle la même dans l’eau que dans l’air ?
3° D’après ce tableau, dans quel milieu la lumière se propage-t-elle le plus vite ?
Pour info :
D’après la théorie de la relativité d’Einstein, la célérité (ou vitesse) de la lumière dans le vide est une vitesse maximale qui ne peut pas être dépassée.
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Bilan
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Corrigés
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