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Sur une nouvelle feuille, créez un chapitre S6 intitulé « La vitesse de la lumière » puis faire l’activité 1.
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Activité à rechercher avant de venir en cours
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Activité 1 : La lumière nous parvient-elle instantanément ?
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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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Question :
Si Galilée 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.
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Activités qui seront faites en classe
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Activité 2 : Valeur retenue pour la vitesse de la lumière
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1° 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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2° La valeur c = 3,00 × 108 m/s est une valeur arrondie. Quelle est l’ordre de grandeur qui correspond à cette donnée numérique ? (voir indication*)
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*Indication : L’ordre de grandeur correspond à l’exposant de la puissance de 10 associée au nombre.
Exemple : 2,38 × 10-3 à pour ordre de grandeur -3
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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 CSEB
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 × 1015 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 6 : 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° Quel est le mot de vocabulaire utilisé dans ce tableau pour nommer la vitesse quand il s’agit 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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Cliquez sur le lien suivant pour accéder à la CARTE MENTALE de ce chapitre.
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Corrigés
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Des éléments de correction apparaitront ci-dessous lorsque le chapitre aura été complété.
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Corrigés accessibles :
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