Fiche de cours

Conditions de visibilité d'un objet

Lycée   >   Premiere   >   Sciences   >   Conditions de visibilité d'un objet

  • Fiche de cours
  • Quiz et exercices
  • Vidéos et podcasts
Objectifs
Comment un objet devient-il visible à l’œil d’un observateur ?
Comment a évolué la conception de la vision ?
Lorsqu’un observateur est dans une pièce plongée dans le noir absolu, il ne voit rien. Il lui faut allumer la lumière pour pouvoir distinguer les objets présents. La visibilité d’un objet nécessite donc de la lumière.
Nous nous intéresserons dans un premier temps à la nature de la lumière et dans un second temps, aux conditions de visibilité d’un objet par un observateur.
Nous terminerons par un rappel historique de la conception de la vision depuis l’Antiquité grecque jusqu’à la Renaissance.
1. La nature de la lumière
La lumière est une onde électromagnétique qui se propage dans l’espace. Une onde peut être assimilée à une perturbation telle la houle que l’on observe à la surface de l’eau qui fait osciller le bouchon du pêcheur.
a. Conditions de propagation de la lumière
Expérience 1 : On utilise un laser et un écran.

Doc. 1 : Étude de la visibilité de la lumière.

Dans la situation 1, l’observateur ne voit qu’un point lumineux sur l’écran. Si l’on pulvérise de la poussière de craie (situation 2), il peut visualiser un faisceau lumineux rectiligne.

Conclusion
: L’observateur ne voit pas la lumière, il voit seulement les objets lorsqu’ils sont capables de renvoyer cette lumière dans son œil.

Expérience 2
: On utilise un laser et deux milieux de propagation différents : (i) un milieu homogène, l’eau, (ii) un milieu non homogène, de l’eau contenant une solution de sucre concentré à sa base.

Doc. 2 : Étude de la propagation de la lumière.

Conclusion : La lumière se propage en ligne droite dans un milieu homogène tel que l’eau (situation 1). Elle est déviée lorsqu’elle change de milieu (situation 2).
b. Réflexion et réfraction
Expérience 1 : On place un objet au fond d’une bassine. L’observateur se positionne de telle façon qu’il n’aperçoit pas l’objet. Si on remplit la bassine d’eau, l’objet devient visible pour l’observateur.
C’est le phénomène de réfraction (document 3).

Expérience 2 :
L’observateur se positionne face à un miroir. Il peut ainsi voir l’objet qui se trouve sur sa droite.
C’est le phénomène de réflexion (document 3).

Doc. 3 : Conditions de réfraction et réflexion.

Le cerveau humain est conditionné pour un trajet rectiligne des faisceaux lumineux. Donc, pour l’œil, la lumière semble suivre le trajet représenté en pointillé. C’est donc à cet endroit que l’observateur pense voir l’objet.

2. Conditions de visibilité d'un objet
Expérience 1 : On place un carton opaque entre un objet et l’observateur (cas 1). L’objet est invisible pour l’observateur.
Expérience 2 : On perce un trou dans le carton opaque. L’observateur peut se déplacer latéralement. Il peut définir des zones où l’objet est invisible, ou seulement partiellement visible ou entièrement visible.


 
Doc. 4 : Conditions de visibilité d’un objet

Conclusion : Pour être visible un objet doit pouvoir envoyer de la lumière dans l’œil de l’observateur. Pour cela, l’objet peut être soit lumineux (il émet de la lumière), soit éclairé (il renvoie de la lumière).
3. Historique de la conception de la vision
En Grèce Antique, les philosophes postulent la doctrine du « rayon visuel ». Cette doctrine suggère que la vision est un faisceau divergent émis par l’œil (le « feu visuel ») qui va au contact des objets qui lui font obstacles. Il va les parcourir et en estimer les formes, la couleur, les volumes…
Il faut attendre le Moyen-âge et la société arabo-musulmane pour que Ibn Al Haytam (ou Alhazen), opticien persan suggère que le rayon lumineux se propage à partir de l’objet jusqu’à l’œil et non l’inverse. Il définit l’œil comme un « récepteur de lumière ». Par contre, pour lui, c’est le cristallin qui reconstitue l’image avant son transfert au cerveau et non la rétine.
C’est Johannes Kepler (17e siècle), astronome, qui attribue à la rétine son véritable rôle. Il compare l’œil à une chambre noire et explique comment se fait la vision : les rayons lumineux pénètrent par la pupille et se projettent sous la forme d’une image inversée et colorée sur la rétine qui sert d’écran.
L'essentiel
Un objet visible est un objet qui va soit émettre (objet lumineux) soit renvoyer (objet éclairé) des faisceaux lumineux en direction de l’œil de l‘observateur.

Les conditions de visibilité d’un objet sont donc les suivantes :
• L’objet doit être éclairé ou lumineux
• L’objet doit pouvoir diffuser directement la lumière en direction de l’œil de l’observateur
• Les faisceaux lumineux émis à partir de l’objet doivent pouvoir pénétrer dans l’œil de l’observateur

Cette conception de la vision date du Moyen Age. Auparavant, les philosophes grecs postulaient qu’un « rayon visuel » jaillissait de l’œil et parcourait les objets qui lui faisaient obstacle.
C’est au 17e siècle avec Kepler que le fonctionnement de l’œil tel qu'on le conçoit actuellement est proposé pour la première fois.

Évalue ce cours !

 

Des quiz et exercices pour mieux assimiler sa leçon

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des quiz et exercices en accompagnement de chaque fiche de cours. Les exercices permettent de vérifier si la leçon est bien comprise ou s’il reste encore des notions à revoir.

S’abonner

 

Des exercices variés pour ne pas s’ennuyer

Les exercices se déclinent sous toutes leurs formes sur myMaxicours ! Selon la matière et la classe étudiées, retrouvez des dictées, des mots à relier ou encore des phrases à compléter, mais aussi des textes à trous et bien d’autres formats !

Dans les classes de primaire, l’accent est mis sur des exercices illustrés très ludiques pour motiver les plus jeunes.

S’abonner

 

Des quiz pour une évaluation en direct

Les quiz et exercices permettent d’avoir un retour immédiat sur la bonne compréhension du cours. Une fois toutes les réponses communiquées, le résultat s’affiche à l’écran et permet à l’élève de se situer immédiatement.

myMaxicours offre des solutions efficaces de révision grâce aux fiches de cours et aux exercices associés. L’élève se rassure pour le prochain examen en testant ses connaissances au préalable.

S’abonner

Des vidéos et des podcasts pour apprendre différemment

Certains élèves ont une mémoire visuelle quand d’autres ont plutôt une mémoire auditive. myMaxicours s’adapte à tous les enfants et adolescents pour leur proposer un apprentissage serein et efficace.

Découvrez de nombreuses vidéos et podcasts en complément des fiches de cours et des exercices pour une année scolaire au top !

S’abonner

 

Des podcasts pour les révisions

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des podcasts de révision pour toutes les classes à examen : troisième, première et terminale.

Les ados peuvent écouter les différents cours afin de mieux les mémoriser en préparation de leurs examens. Des fiches de cours de différentes matières sont disponibles en podcasts ainsi qu’une préparation au grand oral avec de nombreux conseils pratiques.

S’abonner

 

Des vidéos de cours pour comprendre en image

Des vidéos de cours illustrent les notions principales à retenir et complètent les fiches de cours. De quoi réviser sa prochaine évaluation ou son prochain examen en toute confiance !

S’abonner

Découvrez le soutien scolaire en ligne avec myMaxicours

Le service propose une plateforme de contenus interactifs, ludiques et variés pour les élèves du CP à la Terminale. Nous proposons des univers adaptés aux tranches d'âge afin de favoriser la concentration, encourager et motiver quel que soit le niveau. Nous souhaitons que chacun se sente bien pour apprendre et progresser en toute sérénité ! 

Fiches de cours les plus recherchées

Sciences

Lentilles minces convergentes et divergentes

Sciences

Couleur et Art

Sciences

Les perturbations chimiques de la perception visuelle

Sciences

Comportements sexuels

Sciences

Activités humaines et besoin en énergie

Sciences

Ressources énergétiques et durées caractéristiques

Sciences

Conversion d'énergie

Sciences

Production d'énergie

Sciences

Optimisation de la gestion et de l'utilisation de l'énergie

Sciences

Modèle réduit de l'oeil