5e · Physique-chimie

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

Évaluation sur les sources de lumière, la propagation rectiligne et la formation d'ombres portées.

50min · Moyen · 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 de lumière (6 points)

Classe ces objets en : Source Primaire (P) / Source Secondaire (S) / Objet non lumineux (N). 1. Le Soleil. 2. La Lune. 3. L'écran de ton téléphone allumé. 4. Un livre éclairé par une lampe. 5. Une étoile filante (météore qui brûle dans l'atmosphère). 6. Un miroir qui renvoie la lumière du soleil.

Exercice 2 — Propagation rectiligne (8 points)

1. Énonce la loi fondamentale de la propagation de la lumière dans un milieu transparent et homogène (comme l'air). 2. Pour vérifier cette loi, on utilise un « banc d'optique » avec trois fiches percées d'un trou alignées. On place une bougie derrière. Que doit-on observer sur un écran placé derrière la troisième fiche si les trous sont parfaitement alignés ? Pourquoi ? 3. Que se passe-t-il si on décale légèrement une des fiches ? Explique.

Exercice 3 — Ombres et éclipses (6 points)

Lors d'une éclipse de Soleil, la Lune se place entre le Soleil et la Terre. 1. Quel objet joue le rôle de source de lumière ? Quel objet est l'écran ? 2. Sur le schéma d'une éclipse totale, on distingue l'ombre propre et l'ombre portée de la Lune sur la Terre. Quelle région de la Terre est plongée dans l'ombre portée ? Que voit-on depuis cette région ? 3. En utilisant le principe de la propagation rectiligne, explique pourquoi l'ombre de la Lune sur la Terre n'est pas aussi grande que la Lune elle-même.

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 de lumière : 6 points

1. P. Le Soleil produit sa propre lumière. 2. S. La Lune diffuse la lumière du Soleil, elle ne produit pas sa propre lumière. 3. P. L'écran émet de la lumière. 4. N. Le livre n'émet pas de lumière, il diffuse celle qu'il reçoit. 5. P. La combustion produit de la lumière. 6. S. Le miroir réfléchit la lumière, il ne la produit pas.

Exercice 2 — Propagation rectiligne : 8 points

1. Dans un milieu transparent et homogène, la lumière se propage en ligne droite. 2. On observe une tache lumineuse sur l'écran. La lumière de la bougie passe en ligne droite par les trois trous alignés et atteint l'écran. 3. La tache lumineuse disparaît. La lumière, qui se propage en ligne droite, est bloquée par le bord du trou décalé. Cela prouve la propagation rectiligne.

Exercice 3 — Ombres et éclipses : 6 points

1. La source de lumière est le Soleil. L'écran est la Terre. 2. La région dans l'ombre portée est la zone d'éclipse totale. Depuis cette région, on ne voit plus le Soleil, il est totalement caché par la Lune. 3. La lumière du Soleil arrive en rayonnement divergent (rayons non parallèles). L'ombre portée de la Lune, projetée à grande distance (sur Terre), est donc plus petite que l'objet (cône d'ombre). C'est l'effet de la perspective due à la propagation rectiligne.

Comprendre, puis réessayer

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