4e · Physique-chimie

Contrôle n°4 — La lumière : sources, propagation et couleurs

Évaluation sur les propriétés de la lumière, sa propagation rectiligne et la synthèse des couleurs.

45min · Facile · 3 exercices · Barème sur 20 points

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Sujet

Travaille d’abord sans consulter le corrigé. Note tes réponses et les étapes de ton raisonnement.

Exercice 1 — Sources et propagation de la lumière (7 points)

1. Donne un exemple de source primaire de lumière et un exemple de source secondaire. 2. Comment prouve-t-on expérimentalement que la lumière se propage en ligne droite dans un milieu homogène comme l'air ? Décris une expérience simple. 3. Pourquoi dit-on que la Lune est un objet diffusant ?

Exercice 2 — Ombre propre et ombre portée (7 points)

Pendant un après-sunny, Tom observe son ombre sur le sol. 1. Fais un schéma simplifié (description écrite acceptée) montrant le Soleil, Tom (objet opaque) et son ombre portée sur le sol. Indique les zones d'ombre et de lumière. 2. Quelle est la différence entre l'ombre propre et l'ombre portée d'un objet ? 3. En début de matinée, l'ombre de Tom est très allongée. En milieu de journée, elle est courte. Explique ce phénomène.

Exercice 3 — Synthèse additive des couleurs (6 points)

Sur l'écran d'un smartphone, chaque pixel est constitué de trois sous-pixels : un rouge (R), un vert (V) et un bleu (B). 1. Quelles sont les trois couleurs primaires en synthèse additive (celle des écrans) ? 2. Quelle couleur perçoit-on quand les trois sous-pixels sont allumés au maximum ? 3. Le sous-pixel vert est éteint. Les sous-pixels rouge et bleu sont allumés au maximum. Quelle couleur obtient-on ? 4. Pour afficher du cyan, quels sous-pixels doivent être allumés ?

Corrigé et barème

Le total du barème est de 20 points. Les réponses rédigées admettent plusieurs formulations pertinentes ; compare le raisonnement, pas seulement les mots.

Exercice 1 — Sources et propagation de la lumière : 7 points

1. Source primaire : le Soleil, une lampe allumée (qui produit sa propre lumière). Source secondaire : la Lune, un livre éclairé (qui renvoie la lumière reçue). 2. On utilise des écrans percés d'un petit trou alignés. Si la lumière d'une source passe par les trois trous alignés, on la voit sur l'écran final. Si on décale un écran, la lumière est bloquée, prouvant la propagation rectiligne. 3. La Lune diffuse la lumière qu'elle reçoit du Soleil dans toutes les directions. Elle ne produit pas sa propre lumière, elle se contente de la renvoyer.

Exercice 2 — Ombre propre et ombre portée : 7 points

1. Schéma décrit : Soleil (source étendue), Tom (objet opaque), cône d'ombre derrière Tom se projetant sur le sol (ombre portée). 2. L'ombre propre est la partie de l'objet qui n'est pas éclairée directement. L'ombre portée est la zone de l'écran (le sol) qui n'est pas éclairée à cause de la présence de l'objet. 3. La longueur de l'ombre dépend de la hauteur du Soleil dans le ciel. Plus le Soleil est bas (matin, soir), plus les rayons sont rasants et plus l'ombre est allongée. Quand le Soleil est haut (midi), les rayons sont plus verticaux et l'ombre est courte.

Exercice 3 — Synthèse additive des couleurs : 6 points

1. Les trois couleurs primaires additives sont le Rouge, le Vert et le Bleu. 2. Quand R, V et B sont au maximum, on obtient du blanc. 3. Rouge + Bleu = Magenta (ou pourpre). 4. Pour obtenir du cyan, il faut allumer le Vert et le Bleu. (Cyan = V + B).

Comprendre, puis réessayer

Repère une erreur précise, explique ce qui t’a manqué et refais l’exercice sans le corrigé. Reprends la notion dans ton cours avant de passer à un autre sujet.

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