La lumière

Quelles sont les conditions nécessaires pour voir la fleur ? 

Vous avez une idée ? Bravo, passez à la suite du chapitre pour voir si vos hypothèses sont correctes.

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Pour que l'on puisse voir la forme, la couleur d'un objet, il faut que de l'énergie lumineuse (la lumière) aille de cet objet à notre oeil.  

Tout cela parait très simple, mais qui a établit cela pour la première fois ?

Un  grec ?    Un  arabe ?     Un  chinois ?      Un égyptien ?   un français ?     Réponse

1 - Et s'il n'y a pas de lumière ?

Dans le noir, on ne voit rien.

Dans le noir, on ne voit rien....mais les chats voient-ils dans le noir ?       Réponse

Pour que l'on puisse voir la forme, la couleur d'un objet, il faut que de l'énergie lumineuse (la lumière) aille de cet objet à notre oeil.

Cette lumière peut être produite par l'objet lui-même (source primaire)

La lampe produit de la lumière. Une partie de celle-ci arrive dans notre oeil

ou venir d'un système d'éclairage qui illumine l'objet.

La fleur est éclairée par le soleil. Une partie de la lumière diffusée par cet objet arrive dans notre oeil.

Voir un objet, c'est recevoir des informations sur sa forme, sa couleur, sa position. Comme pour toute information, il faut un émetteur (l'objet qui émet de la lumière ou diffuse de la lumière venant d'ailleurs), un récepteur (notre oeil et notre cerveau qui décode l'information) et de l'énergie qui transporte l'information de l'émetteur jusqu'au récepteur (la lumière visible). S'il y a un obstacle opaque sur le trajet de la lumière, on ne voit pas l'objet.

2 - Les sources de lumière :

2.1 - SOURCES PRIMAIRES

Source primaire = objet produisant sa propre lumière ( définition)

On peut classer les sources primaires en deux familles :

Sources naturelles :

Les étoiles (dont une toute petite étoile très importante pour nous : le SOLEIL)

Les éclairs, la lave au sortir d'un volcan

Le feu allumé par les éclairs ou la lave d'un volcan

La bioluminescence (les lucioles, verts luisants, certains poissons des grandes profondeurs)

Sources artificielles :

Le feu, domestiqué par l'homme depuis la préhistoire :

 
La lampe à huile

 
La lampe à pétrole

      
La lampe à gaz

Les systèmes d'éclairage électrique

 
La lampe à incandescence (mise au point par Thomas Edison en 1879, puis perfectionnée sans arrêt depuis)

        Les lampes à décharge (sans filament) :

     
tube fluorescent (improprement appelé "néon")

     
lampe "à économie d'énergie" (c'est un tube fluorescent replié pour tenir moins de place)

     
lampe au néon

    lampe à vapeur de mercure

    lampe à vapeur de sodium

lampes à vapeur de sodium (lumière jaune) et à vapeur de mercure (lumière blanche)

         
Tubes à décharge de flash électronique

        Autres systèmes électriques :

 
Diodes électroluminescentes

(abréviation française : D.E.L. abréviation anglaise ou américaine : L.E.D.)

En raison de leur faible consommation et de leur fort rendement lumineux, ces DEL sont aujourd'hui utilisées dans des lampes de poche, des éclairages de bicyclette, des éclairages de jardin...

Laser

Tube cathodique (l'écran d'ordinateur que vous êtes en train de regarder)

2.2 - SOURCES SECONDAIRES

Un objet éclairé par une source de lumière peut, à son tour, éclairer d'autres objets. On parle alors de source secondaire.

Exemples :

   
Les photographes utilisent des écrans comme ce parapluie blanc dont le rôle est de diffuser de la lumière en direction de l'objet à éclairer. On peut le qualifier de source secondaire.

Pour que cela fonctionne, il faut que l'objet intermédiaire diffuse ou réfléchisse une quantité de lumière suffisante

Tout objet que l'on voit est en fait soit une source de lumière un objet diffusant.  La fleur est éclairée par le soleil. Une partie de la lumière diffusée par cet objet arrive dans notre oeil.

Quel est le meilleur  écran pour diffuser de la lumière pour éclairer un objet ?

Une vitre ?       Un miroir ?      Un écran blanc  ?       Un écran gris  ?         Réponse.

3 - Opaque - Translucide - Transparent

Maintenant je ne vois plus la diapo, c'est encore la faute de Jean  Sa tête  ne laisse pas passer la lumière.

Un corps opaque ne laisse pas passer la lumière.

Exemple : une feuille de métal

Attention : il faut que l'épaisseur du métal soit suffisante. Si la feuille est très fine, on peut voir au travers ; prenez une feuille de plastique métallisé (emballage de purée, couverture de survie, etc.) et mettez la devant vos yeux.

Feuille de plastique métallisé                    Vision au travers de la feuille

elle semble opaque...                            ...elle est transparente

4.  La lumière est-ce dangereux ?

L'oeil est un organe fragile. Un excès de lumière peut provoquer une conjectivite ou même brûler la rétine de façon irréparable, et même rendre aveugle.

Il ne faut pas regarder le soleil plus de quelques secondes et cela est tentant lors d'une éclipse.
Il ne faut pas regarder de sources intenses comme des  projecteurs, la lumière émise par un soudeur à l'arc, un flash de trop près.
Il faut aussi se méfier des stylos Laser dont l'énergie est très concentrée. DANGER DES POINTEURS LASER (lien internet)

Il ne faut surtout pas utiliser une paire de jumelles, une lentille  ou une longue vue pour observer une source intense.

5 - La lumière se propage

La lumière se propage à une vitesse fantastique ; dans le vide, elle voyage à 300 000 km/s

Les physiciens notent cette vitesse C :  C = 300 000 kms^-1

ou C = 300 000 km/s         C = 300 000 000 m/s         C = 3.10⁸ m/s

Dans l'air, la vitesse de la lumière est quasiment aussi grande.

300 000 km/s, cela correspond à 7,5 fois le tour de la Terre en 1 seconde !

Par comparaison, dans l'air au niveau de la mer, le son se propage à environ 340 m/s, soit environ 3 secondes pour parcourir 1 km.

Application : Si la foudre tombe à 1 km de vous, il faudra 1/300 000 = 0,000 003 seconde pour que la lumière de l'éclair arrive dans votre oeil. Par contre l'onde sonore correspondant au tonnerre prendra son temps pour voyager et n'arrivera dans votre oreille qu'au bout de 3 secondes. Cela permet d'estimer facilement la distance en km qui vous sépare du point d'impact de la foudre : à partir de la vision d'un éclair, comptez les secondes jusqu'a entendre le coup de tonnerre et divisez le résultat par 3. Si vous trouvez 1, ou moins de 1, il est plus que temps de vous mettre à l'abri !