Lumière en réflexion

Les rayons lumineux se propagent en ligne droite dans les milieux transparents. Mais ils peuvent changer de direction dans deux cas.

Quand ces rayons atteignent un milieu réfléchissant les rayons changent de direction : c’est la réflexion.

Si les rayons passent d’un milieu à un autre, les rayons changent également de direction : on parle de réfraction.

Difficulté

Easy Facile

Durée

5 minute(s) minute(s)

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Youtube

• Matériel et outils

Miroir

Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et qui est conçu à cet effet. C'est souvent une couche métallique fine, qui, pour être protégée, est placée sous une plaque de verre pour les miroirs domestiques (les miroirs utilisés dans les instruments d'optiques comportent la face métallique au-dessus, le verre n'étant qu'un support de qualité mécanique stable). En termes de miroiterie, le miroir est une glace de petit volume, c'est-à-dire de petites dimensions.

Miroir

Feuille papier 80g

Feuille de papier type imprimante 80g

Feuille papier 80g

Feuille papier noir

Feuille noir

Feuille papier noir

Étape 1 - Découverte de la lumière et ses propriétés

On envoie un faisceau de lumière sur différents matériaux et on compare leur comportement vis à vis de la lumière (absorption, réflexion, transmission)

exemple réflexion à la surface du lac en première image

exemple de Réflexion sur un immeuble de l'Avenue Paulista, São Paulo en deuxième image

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Lorsqu'on éclaire à l'aide d'un laser une feuille blanche, on observe un point rouge lumineux. Sur un écran noir, la tâche rouge est soit plus petite et moins lumineuse, soit elle disparaît totalement. La lumière est partiellement ou totalement absorbée. Si l'on promène alternativement le faisceau lumineux du blanc au noir, le point rouge semble disparaître puis réapparaître.

Lorsqu'on éclaire par un mouvement de va-et-vient une feuille blanche verticale et un miroir placé perpendiculairement, on voit le point rouge en double. Il "rebondit" sur le miroir. En fait, on observe le point rouge et son image symétrique réfléchie par le miroir.

Explications

La lumière est un ensemble de rayons lumineux composés de photons. Les photons sont des unités assimilables à des balles tirées d'un pistolet. Ils possèdent une vitesse qui leur est propre, il s'agit de la vitesse de la lumière, et par conséquent, ils possèdent une énergie associée.

Lorsque la balle rencontre un obstacle métallique, par exemple une sorte de bouclier, elle est réfléchie et est alors renvoyée plus loin. Si elle traverse alors un poster de papier collé sur un mur, on dit qu'elle est transmise, enfin, une fois que celle-ci se trouve logée dans le mur, on parlera d'absorption.

Il est bien évident qu'une telle balle provoquera un échauffement de la surface rencontrée. Ceci met en évidence le phénomène de dégagement d'infrarouge . Voici à quoi pourrait ressembler un photon.

Questions sans réponses

Des questions?

D'où viennent les photons ?

Pourquoi les photons forment-ils des rayons au lieu de rester isolés ?

D'où vient le terme "photon" ?

Comment la lumière peut-elle traverser la matière sans la détruire puisque qu'elle-même est composée de particules ?

[modifier] Allons plus loin dans l'explication

Développons les concepts scientifiques associés.

Lumière(wikipédia)

La lumière a une double nature. Elle peut se comporter soit comme une onde soit comme un corpuscule.

Pour mettre en évidence l'aspect ondulatoire, on établit des interférences constructives ou destructives en superposant plusieurs ondes réfléchies ou transmises et, dans le cadre de l'aspect corpusculaire, on peut mettre en évidence l'effet photoélectrique (arracher des électrons sur une plaque métallique).

Concernant l'effet photoélectrique, il s'agit de l'arrachage d'électrons d'une surface suite à l'excitation électromagnétique de cette surface, autrement dit, du bombardement photonique.

Ceci peut également être mis en relation avec l'effet Compton qui résulte de la collision entre un photon et un électron à la différence près que dans cet effet le photon peut être réutilisé après la collision.

Applications : dans la vie de tous les jours

Un panneau solaire produit de l'énergie suite à l'effet photoélectrique. Le bombardement de la surface électronique par des photons provoque un mouvement de ces électrons engendrant alors un courant, une intensité (rapport de la charge sur le temps).

Dernière modification 15/10/2019 par user:Pierreb.

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