La propagation rectiligne de la lumière - Maxicours

La propagation rectiligne de la lumière

Objectifs
  • Savoir que la lumière se propage en ligne droite.
  • Savoir exploiter le modèle du rayon lumineux.

Niveau préconisé : 5e

Points clés
  • Un signal lumineux peut se déplacer dans le vide comme dans l’air.
  • Le rayon lumineux se représente par un trait auquel on associe une flèche qui indique la direction du signal (de l’émetteur vers le récepteur).
  • La lumière se propage toujours en ligne droite (dans un même milieu). On dit que sa trajectoire est rectiligne.
1. Le rayon lumineux
Le trajet de la lumière peut être représenté par une demi–droite fléchée que l’on appelle le rayon lumineux.

Même s’il n’est pas visible, le rayon lumineux se représente par un trait sur lequel on indique le sens de son déplacement.

La lumière se propage, se « déplace », toujours en ligne droite. On dit que la trajectoire est rectiligne.

Le trajet de la lumière

La lumière se propage d’un émetteur jusqu’à un récepteur.

Remarques 
  • Le rayon lumineux est toujours dirigé de la source vers l’observateur.
  • La source du rayon lumineux est l’émetteur de lumière.
  • Le récepteur est situé à l’arrivée du rayon lumineux.
Exemple 
Un émetteur de lumière peut être la flamme d’une bougie. Le récepteur peut être l’œil de l’observateur, ou bien un objet qui peut devenir alors visible dans une pièce obscure, comme un livre par exemple.
Lecture d'un livre dans une pièce obscure grâce à une bougie
2. Le faisceau lumineux
Un faisceau lumineux est un ensemble de rayons lumineux délimités par des rayons limites.
Un faisceau lumineux
3. La propagation de la lumière

Les signaux lumineux d’une même source de lumière peuvent se propager dans toutes les directions.

Diffusion des rayons lumineux à partir d’une source

À la différence du son, la lumière peut se déplacer dans le vide comme dans l’air.

Exemple 
Dans l'espace, constitué de vide, le son ne se propage pas. Par contre la lumière diffusée par les étoiles se diffuse.
Expérience pour « voir » les rayons lumineux 
Un laser diffuse une lumière vers un écran.
  • Il n’est pas possible d’observer les rayons lumineux issus du laser.
  • La vitesse de la lumière est trop rapide pour pouvoir l’observer pendant son déplacement. Dans ce cas, on observe seulement un point lumineux sur l'écran.
    Le rayon lumineux d’un laser est invisible pour l’observateur
  • Il est possible de prouver l’existence des rayons lumineux en ajoutant de la poussière de craie entre la source et un écran. Les rayons de lumière deviennent en effet visibles en éclairant les grains fins de craie.
    Le rayon lumineux d’un laser est visible pour l’observateur
Remarques 
  • L’œil est un récepteur de lumière parmi d’autres. Il est capable de voir une source primaire ou un objet diffusant si les rayons correspondants arrivent dans la direction de l’œil.
  • Lorsque la lumière rencontre un autre milieu (le verre, le plastique, etc.), les rayons lumineux peuvent alors être réfléchis (réflexion) à la surface du milieu ou encore traverser ce même milieu (transmission).
    Réflexion de la lumière

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