nanchen raphaël, eccg monthey · l’objet n’émet pas de lumière, mais diffuse dans toutes les...

Lumière – ombre – pénombre Nanchen Raphaël, ECCG Monthey

Département de la Formation et de la Sécurité Service de l’enseignement

Ecole de Commerce et de Culture générale de Monthey

1. SOURCES LUMINEUSES





a. OBJETS LUMINEUX OU SOURCES LUMINEUSES PRIMAIRES






Chaque point de l’objet émet de la lumière dans toutes les directions







b. SOURCES LUMINEUSES SECONDAIRES








L’objet n’émet pas de lumière, mais diffuse dans toutes les directions la lumière qu’il reçoit.









c. POINTS LUMINEUX OU SOURCES LUMINEUSES PONCTUELLES









c. POINTS LUMINEUX OU SOURCES LUMINEUSES PONCTUELLES

Sources lumineuses associées à un point




2. RAYONS LUMINEUX




2. RAYONS LUMINEUX

La lumière se déplace selon des demi-droites appelées rayons lumineux




2. RAYONS LUMINEUX

La lumière se déplace selon des demi-droites appelées rayons lumineux

L’origine des rayons lumineux (les demi-droites) sont des points lumineux

Rayons lumineux S




3. ECLAIRAGE




3. ECLAIRAGE

a. ZONE ÉCLAIRÉE




3. ECLAIRAGE

a. ZONE ÉCLAIRÉE

Une zone est éclairée si elle est atteinte par des rayons lumineux en provenance de chaque point lumineux




3. ECLAIRAGE

a. ZONE ÉCLAIRÉE


b. ZONE D’OMBRE




3. ECLAIRAGE

a. ZONE ÉCLAIRÉE


b. ZONE D’OMBRE

Une zone d’ombre est non éclairée, aucun rayon lumineux ne l’atteint




3. ECLAIRAGE

a. ZONE ÉCLAIRÉE


b. ZONE D’OMBRE


c. ZONE DE PÉNOMBRE




3. ECLAIRAGE

a. ZONE ÉCLAIRÉE


b. ZONE D’OMBRE



Considérons une source lumineuse étendue (composée de plusieurs points lumineux) :




3. ECLAIRAGE

a. ZONE ÉCLAIRÉE


b. ZONE D’OMBRE



Considérons une source lumineuse étendue (composée de plusieurs points lumineux) : Une zone de pénombre est une zone où des rayons lumineux n’arrivent que de

certains points lumineux. Cette zone est partiellement éclairée…




3. ECLAIRAGE

a. EXEMPLE N°1 : DÉTERMINER LA ZONE D’OMBRE ET LA TAILLE DE L’OMBRE PORTÉE

S Ob

jet op

aqu

e




3. ECLAIRAGE

d. EXEMPLE N°1 : DÉTERMINER LA ZONE D’OMBRE ET LA TAILLE DE L’OMBRE PORTÉE

Tracer les rayons lumineux tangents au bord de l’objet opaque

S Ob

jet op

aqu

e




3. ECLAIRAGE



Se placer sur un point des différentes zones ainsi délimitées sur l’écran :

Si on peut tracer un rayon non intercepté par l’objet de la source jusqu’à la zone : zone éclairée

S Ob

jet op

aqu

e

Zones éclairées : Pas d’obstacle entre la source et l’écran




3. ECLAIRAGE




Si on peut tracer un rayon non intercepté par l’objet de la source jusqu’à la zone : zone éclairée

Dans le cas contraire : zone d’ombre et ombre portée

S Om

bre p

ortée

Ob

jet op

aqu

e

Zone ombre : Obstacle entre

la source et l’écran




3. ECLAIRAGE


Définissons : 1. p la distance objet-source, 2. g la taille de l’objet 3. p’ la distance ombre-source, 4. g’ la taille de l’ombre portée

S

p

p'

g g'

Om

bre p

ortée

Ob

jet op

aqu

e

A

A’

B

B’




3. ECLAIRAGE



ΔABS et ΔA’B’S sont semblables :

S

p

p'

g g'

Om

bre p

ortée

Ob

jet op

aqu

e

A

A’

B

B’




3. ECLAIRAGE



ΔABS et ΔA’B’S sont semblables :

D’après le théorème de Thalès :

𝑝

𝑝′=

𝑔

𝑔′

S

p

p'

g g'

Om

bre p

ortée

Ob

jet op

aqu

e

A

A’

B

B’




3. ECLAIRAGE

a. EXEMPLE N°2 : DÉTERMINER LES ZONES ÉCLAIRÉES, D’OMBRE ET DE PÉNOMBRE

La source est étendue → ex : un néon

S




3. ECLAIRAGE

e. EXEMPLE N°2 : DÉTERMINER LES ZONES ÉCLAIRÉES, D’OMBRE ET DE PÉNOMBRE


Tracer les rayons lumineux tangents au bord de l’objet opaque et dont les origines sont les extrémités du néon

S




3. ECLAIRAGE





Si depuis une zone, on peut voir l’entier du néon : zone éclairée

S

Ces zones sont éclairées




3. ECLAIRAGE






Si depuis une zone, on ne peut voir qu’une partie du néon : pénombre

S

Zone éclairée

Zone éclairée

Pénombre : attention, il n’y a pas la même

intensité d’éclairage :

car une plus grande

partie du néon atteint le point du bas

mieux éclairé ici que là




3. ECLAIRAGE







Si depuis une zone, on ne peut pas voir le néon : ombre portée

S

Pén

om

bre

Pén

om

bre

Zone éclairée

Zone éclairée

Ombre portée




3. ECLAIRAGE







Si depuis une zone, on ne peut pas voir le néon : ombre portée

S Om

bre p

ortée

P

éno

mb

re P

éno

mb

re

Zone éclairée

Zone éclairée




4. PHASES DE LA LUNE





a. INTRODUCTION





a. INTRODUCTION

On ne voit la Lune que la « nuit »

car la journée l’intensité lumineuse du soleil nous éblouit.





a. INTRODUCTION



Pour s’en convaincre : Imaginons un avion qui travers le ciel au-dessus de nous. On ne le voit plus quand il est « trop proche » du soleil, on est ébloui.





a. INTRODUCTION



Lune : source lumineuse secondaire Trajet des rayons lumineux : Soleil → Lune → Terre

Conséquence : on ne voit que la partie éclairée de la lune





a. INTRODUCTION





Remarques importantes : Le soleil, étant très éloigné, envoie des rayons pratiquement parallèles





a. INTRODUCTION





Remarques importantes : Le soleil, étant très éloigné, envoie des rayons pratiquement parallèles La face lumineuse de la Terre ou de la Lune est la demi-sphère face au soleil





a. INTRODUCTION





Lune présente toujours la même face à la Terre





b. CYCLE LUNAIRE (29,5 JOURS)






Cycle lunaire est la rotation complète de la lune autour de la Terre. Il dure 29,5 jours






Cycle lunaire est la rotation complète de la lune autour de la Terre. Il dure 29,5 jours

La lune tourne donc environ de 12° par jour, soit 6° par nuit.






Début du cycle, position A : Soleil – Lune – Terre alignés dans cet ordre

La lune présente à la Terre une partie non-éclairée, on ne la voit pas. C’est la nouvelle lune






Position B : Soleil – Terre – Lune : 45°

La lune présente à la Terre une grande partie non-éclairée et une petite partie éclairée. C’est le premier croissant de lune






Position C : Soleil – Terre – Lune : 90°

La lune présente à la Terre une partie non-éclairée et une partie éclairée de même taille. C’est le premier quartier de lune

Δ demi-lune visible mais on parle de quartier (1/4 du cycle)






Position D : Soleil – Terre – Lune : 135°

La lune présente à la Terre une grande partie éclairée et une petite partie non-éclairée. C’est la lune gibbeuse croissante






Position E : Soleil – Terre – Lune alignés dans cet ordre

La lune présente à la Terre une partie éclairée, totalement visible. C’est la pleine lune

La phase croissante se termine






On trouve ensuite selon le même principe : En F : lune gibbeuse décroissante En G : dernier quartier de lune En H : dernier croissant de lune puis de nouveau la nouvelle lune.






Comment reconnaitre si la lune est en phase croissante ou décroissante ?







« La lune ment »







« La lune ment »

Le bord de la lune (sur le cercle) forme l’arrondi d’un « D » pour décroissant.







« La lune ment »

Le bord de la lune (sur le cercle) forme l’arrondi d’un « D » pour décroissant. Elle ment, donc lune croissante : premier croissant de lune







« La lune ment »


Le bord de la lune (sur le cercle) forme l’arrondi d’un « C » pour croissant.







« La lune ment »


Le bord de la lune (sur le cercle) forme l’arrondi d’un « C » pour croissant. Elle ment, donc lune décroissante : lune gibbeuse décroissante




5. ECLIPSE




5. ECLIPSE

a. ECLIPSE SOLAIRE




5. ECLIPSE

a. ECLIPSE SOLAIRE

Le Soleil est masqué par la Lune : la Terre est dans le cône d’ombre de la Lune. → Nouvelle lune !




6. ECLIPSE

a. ECLIPSE SOLAIRE

Le Soleil est masqué par la Lune : la Terre est dans le cône d’ombre de la Lune. → Nouvelle lune !

A Éclipse totale dans l'ombre. B Éclipse annulaire dans l'anté-ombre. C Éclipse partielle dans la pénombre.




5. ECLIPSE

a. ECLIPSE SOLAIRE

Pourquoi n’y a-t-il pas éclipse solaire à chaque nouvelle lune ?




5. ECLIPSE

a. ECLIPSE SOLAIRE

Pourquoi n’y a-t-il pas éclipse solaire à chaque nouvelle lune ? Car le Soleil, la Terre et la Lune ne se trouve pas dans le même plan




5. ECLIPSE

a. ECLIPSE SOLAIRE


Dans cette situation, l’ombre de la Lune passe « sous » la Terre




5. ECLIPSE

a. ECLIPSE SOLAIRE


Par contre dans cette situation, l’ombre de la Lune « touche » la Terre




5. ECLIPSE

b. ECLIPSE LUNAIRE




5. ECLIPSE

b. ECLIPSE LUNAIRE

La Lune traverse le cône d’ombre de la Terre. Elle ne peut plus refléter la lumière du soleil. → Pleine lune !




5. ECLIPSE

b. ECLIPSE LUNAIRE

Pourquoi n’y a-t-il pas éclipse lunaire à chaque pleine lune ?




5. ECLIPSE

b. ECLIPSE LUNAIRE

Pourquoi n’y a-t-il pas éclipse lunaire à chaque pleine lune ? Car le Soleil, la Terre et la Lune ne se trouve pas dans le même plan




5. ECLIPSE

b. ECLIPSE LUNAIRE


Dans cette situation, la lune n’est pas dans l’ombre de la Terre




5. ECLIPSE

b. ECLIPSE LUNAIRE


Par contre dans cette situation, la lune est dans l’ombre de la Terre

nanchen raphaël, eccg monthey · l’objet n’émet pas de lumière, mais diffuse dans toutes les...

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