Propagation rectiligne de la lumière

• Expérience
Cas n°1 : Un élève dispose de manière aléatoire trois cartons percés d’un trou devant une lampe.
Cas n°2 : Il déplace ensuite les cartons pour pouvoir observer la lumière de la lampe à travers les trois trous.

Doc.1. Schémas de l’expérience.

• Observations
Cas n°1 : Il ne voit pas la lumière.
Cas n°2 : Il voit la lumière et se rend compte qu’il peut tendre un fil de couture entre son œil et la lampe. Ce fil passe par les trois trous.

Doc.2. La lumière se propage en ligne droite.

• Conclusion
Dans un milieu transparent et homogène, la lumière se propage à partir de la source en ligne droite.

Doc.3. Rayons de lumière.

Lors d’une promenade en forêt, un élève observe des traits de lumière.
A quelle condition peut-on voir la lumière ?

De retour en classe, il réalise les expériences suivantes :

• Expériences
Expérience 1 :  À l’aide d’un laser, on éclaire le mur de la salle.
Expérience 2 : On réalise la même expérience en envoyant de la poussière de craie sur le trajet de la lumière.

Doc.4. Schémas des expériences.

• Observations
Expérience 1 : On ne voit pas la lumière émise par le laser mais juste le point lumineux sur l’écran.
Expérience 2 : Le faisceau de lumière est visible car les poussières se comportent comme des sources secondaires de lumière.

• Conclusion
La lumière ne se voit pas mais elle permet de voir les objets. Si l’air contient des corps en suspension (poussière, brouillard, fumée…), on peut alors voir la lumière du soleil.

Pour représenter le trajet de la lumière sur un schéma, on trace les rayons lumineux délimitant le faisceau. Sur un schéma, un rayon lumineux est une droite sur laquelle on place une flèche indiquant le sens de propagation de la lumière.

Doc.5. Représentation d ‘un faisceau de lumière.

Un faisceau de lumière est un ensemble de rayons provenant d'une même source. Les bords d'un faisceau sont représentés par ses rayons limites.