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Images de couverture tires de Pixabay , sans droit dauteur 1.1 Les ondes
Les ondes
Exemple - Ondes
# 1. Les ondes et la lumire
> 2
Dfinition
Multimdia
Utilise la ressource eduMedia pour des animations supplmentaires. Assure-toi de
te connecter grce longlet Bibliothque du Pluriportail.
> Onde progressive: https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/542-onde-progressive
Une onde est une perturbation qui se dplace
dans l'espace Elle transporte l'nergie sans
transport de matire 3
Les caractristiques des ondes
Amplitude
Longueur dondes
Frquence
Dfinition
Dfinition
Dfinition
# JAI L'amplitude d'une onde A correspond la
hauteur maximal atteinte par l'onde
Par raport a sa position de tepot ne
A La longeur d'onde X correspond la distance
# La Parcoure par l'onde pour effectuer un cycle
La frquence f correspond au nombre de cycle
> qu'effectue
une onde en 1sec _Son unit est le
Hertz H2 qui quivaut a Ils ous 4
La vitesse
Vitesse - Formules
Les catgories dondes
Dfinition
v:
d:
t:
v:
:
f:
Enrichissement
Consulte les vidos suivantes pour connatre davantage dinformation sur les
ondes.
Ondes: https://youtu.be/hv5EhRlx-DA
Ondes lectromagntiques: https://youtu.be/eaibXuVXo5s
La vitesse u correspond a la distance parcoure
Par l'onde en fonction du temps Par convention
la vitesse est donne en m s
Vitesse
Distance
Temps
vitesse
# Xf la longeur d'onde
> frquence
Onde Mcanique Onde lectromagntique
Doivent se trouver dans un Peuvent se Propager dans milieu eau liquide ou gazeux
Pour exist et se propager le vide 5
1.2 La lumire
La lumire
Reprsentation graphique
La lumire peut tre reprsent de deux faons:
________________________________________________.
________________________________________________.
> Exemple - Front dondes
> Exemple - Rayons lumineux
Dfinition
La lumire est un rayonnement lectromagntique peuvent
tre Percy Par l'il Sa longeur d'onde varie ente
400 et 700 nanomtre
## Im 000000mm
fronts d'ondes circulaire
Rayon lumineux flche 6
Le passage de la lumire dun milieu lautre
Milieu opaque
Milieu translucide
Milieu transparent
Ne laisse Pas passer la lumire
Les object observs travers ce milieu ne sont Pas visibles
Laisse passer la lumire mais elle est diffuse dans
Plusieur direction
Les object observer travers ce milieux sont visible
mais difficile a distinguer
Laisse passer la lumire sans tre diffuser
## Les objet observs travers ce milieux sont
## visible
## Opaque translucide transparent 7
Absorption
Rflexion
Transmission
En gnral les couleur plus fonces absorbent d'avantage de lumire
Cela transforme l'nergie rayonnant en nergie thermique
En gnral les surface lisse et brillantes refltent d'avantage la lumire
la lumire change alors de direction
Les milieux translucide et transparent permettent le passage de
la lumire La lumire est transmise et change de direction ce qui se nomme la rflection
Absorbtion Rflexion transmission 8
2.1 La rflexion de la lumire
La rflexion
La loi de la rflexion
Rayon incident: _______________________________________________________
____________________________________________________________________
Rayon rflchi: _______________________________________________________
____________________________________________________________________
Normale: ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
# 2. La rflexion
Dfinition
La rflextion est un changement de direction de la
lumire lorsqu'elle entre en contacte avec un milieu
# et qu'elle revien vers sont point d'origine
Or
Rayon lumineux qui se dirige vers une
surface
Rayon lumineux qui s'loigne d'une surface
Droite imaginaire perpendiculaire a la
Surface 9
Angle dincidence ( i): _________________________________________________
____________________________________________________________________
Angle de rflexion ( r): _________________________________________________
____________________________________________________________________
Point dincidence: _____________________________________________________
____________________________________________________________________
Loi de la rflexion - Formule
Dfinition
i :
r :
Multimdia
Consulte les ressources ci-dessous pour davantage dexplications sur la loi de la
rflexion.
> Loi de la rflexion (capsule Alloprof): https://youtu.be/df1LnIkkQ-k
> Zone observable (eduMedia):
> https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/721-zone-observable
Angle situ entre le Rayon
incident et la normal
## Angle situ ent le rayon rflchi
# et la normal
# Point o le rayon incident frappe
## la surface
Loix rflexion
cette loi stipule que
l'ange d'incidence est toujour
gale l'angle de rflexion
Angle ineiden
# Or Anale rflexion 10
La rflexion spculaire
La rflexion diffuse
Dfinition
Dfinition
Survient lorsqu'une surface est assez lisse ou
Polie Pour qu'un groupe de rayon soit rflchie
de manire parallle
Survient lorsqu'une surface est rugeuse ou non lisse
Les rayon sont rflchis dans diffrentes direction 11
Image
Caractristiques dune image
La nature: ___________________________________________________________
____________________________________________________________________
Relle: _________________________________________________________
____________________________________________________________________
Virtuelle: _______________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
Dfinition
Une image est une reprsentation d'un object
form par des rayons lumineux
Une image peut tre relle ou virtuelle
lorsque les rayons convergent sur un
cran ou un mur
Obsere uniquement travers un appareil
## optique elle ne peut pas tre capte Elle
# peut tre obtenue graphiquement peu prolongement
## des rayons 12
Le sens: _____________________________________________________________
____________________________________________________________________
La taille: _____________________________________________________________
____________________________________________________________________
La position: __________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
2.2 La rflexion de la lumire dans les miroirs plans
Miroir
Miroir plan
Dfinition
Dfinition
l'image peut tre droite dans le mme sens
que l'object ou inverse
## l'image peut tre plus petite plus
# grande ou de la mme taille que l'object
Compare la distance entre l'object
## et le miroir Coulee lentille et la distance entre
l'image et le miroir ou la lentille
# La position peut tre plus proche plus loin ou
# la mme distance que celle de l'object
Un miroir est un object qui rflte de la manire
spculaire les rayon lumineux Une image est
> gnralement
ferme
Il sagit d'un miroir dont la surface est plane 13
Les comportements des rayons dans les miroirs plans
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
Les caractristiques des images dans les miroirs plans
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
Multimdia
Utilise la ressource eduMedia pour des animations supplmentaires. Assure-toi de
te connecter grce longlet Bibliothque du Pluriportail.
> Miroir plan #1: https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/275-miroir-plan
> Miroir plan #2: https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/214-miroir-plan-2
Les rayons respecte la loi de la rflection
# Ri R et ke normal se trouvent dans le mme
plan
Les rayon lumineux sont rversibles
L'image form est virtuelle
L'image est droite
L'image est de mme taille et est situe la mme
distance du miroir que l'object
intervertie 14
2.3 La rflexion de la lumire dans les miroirs sphriques
Miroir sphrique
> Exemple - Miroir sphrique
Les comportements des rayons dans les miroirs sphriques
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
Dfinition
Un miroir sphrique est
un miroir dont la surface
## est une section d'une sphre
Les rayons respectent la loi de la rflexion
Ri Ru et la normale se trouvent souvent dans le mme plan
Les rayon lumineux sont rversibles 15
Axe principal (A): ______________________________________________________
____________________________________________________________________
Centre de courbure (C): ________________________________________________
____________________________________________________________________
Sommet du miroir (S): _________________________________________________
____________________________________________________________________
Longueur focale (f): ___________________________________________________
____________________________________________________________________
Foyer (F): ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
> f
> AS
Droite imaginaire passant par le centre de courbure
## et le foyer
Centre de la sphre dont provient le miroir
Point d'intersection du miroir et de l'axe
principal
Distance entre le foyer et le sentie du
miroir
Concave point o convergent les rayons lumineux
sur l'axe principale
> Convexe
point d'o vien les rayon semble diverger
> Correspond
la moiti du centre de courbure 16
Reprsentation graphique de limage dans les miroirs sphriques
Miroir concave
1er rayon : ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
2e rayon : ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
3e rayon : ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
Pour dterminer le lieu de formation de l'image on doit connatre
la trajectoir d'au moins deux rayons lumineux partant du mme point sur
l'objet
## Il existe 3 rayon Principaux
> parallle
a l'axe principale et est rflchi vers le foyer
passe par le foyer et est rflchi paralllement
l'axe principale
Passe par le centre de courbure et est rflchi sur
lui mme Exemple - Miroir concave
Cas typiques - Miroir concave
> 17
a
Voir page 52,53
# Objet l'infini Objet plus loin que C
# Objet sur C objet entre Cetf
# objet sur f Objet entre f et le miroir 18
Miroir convexe
1er rayon : ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
2e rayon : ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
3e rayon : ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
> Exemple - Miroir convexe
> parallle
l'axe principale et est rflichi comme s'il venait
## du foyer
se dirige vers le foyer et est rflchi paralllement
l'axe principale
se dirige vers le centre de courbure et est rflchi sur
lui mme
a19
Cas typique - Miroir convexe
Champ de vision dun miroir convexe
Les image form par un miroir
convexe ont toujours les mme caractristiques
Les miroirs convexes permettent un champ de vision suprieur qu'un miroir plan
Par contre les objets semblent plus loin qu'ils ne le sont vraiment d'o
l'avertisment sur les miroir de voiture Multimdia
Utilise la ressource eduMedia pour des animations supplmentaires. Assure-toi de
te connecter grce longlet Bibliothque du Pluriportail.
Miroir concave: https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/362-miroir-concave
Miroir convexe: https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/367-miroir-convexe
Reprsentation mathmatique des images formes par des miroirs sphriques
Position dune image - Formule
do :
di :
f:
> 20
t I I distancer entre l'obiect et miroir
distancer entre image et miroir
longeur focale 21
Grandissement - Formule
G :
do :
di :
ho:
hi :
Exercices
1. Un miroir possde une longueur focale de 4,5 cm. quelle distance limage dun objet plac 1,7
cm se formera-t-elle?
2. Si lobjet de la question prcdente mesure 1,1 cm, quelle sera la hauteur de limage?
Grandisment
## Ghi di distance entre l'obiect et miroir
## do distances entre image et miroir
hauteur object
hauteur image
# tait
# fait Isen
# 0,222cm 95882
# 0,366
d 4753in virtuelle
#
hi 48cm
## droit 3.1 La rfraction de la lumire
La rfraction
Exemples - Rfraction
Indice de rfraction
# 3. La rfraction
Dfinition
Dfinition
> 22
La rfraction est la dviation de la trajectoire rectiligne de
la lumire lors de son changement de vitesse en passant d'un
milieu un autre
Valeur indiquant la capacit d'une substance
ralentir la lumire Indice de rfraction - Formule
n :
c :
v :
> 23
Indice de rfraction du milieu
n vitesse de la lumire dans le
vide mis
vitesse de la lumire dan un
milieu mls
Pas plus petit
que 124
La loi de la rfraction (Loi de Snell-Descartes)
La loi de la rfraction (Snell-Descartes) - Formule
Dfinition
n1 :
1 :
n2 :
2 :
Multimdia
Consulte la capsule dAlloprof ci-dessous pour davantage dexplications sur la
rfraction.
> La rfraction: https://youtu.be/lVzXM4m3Uak
## Il s'agit de la loi permettant de dterminer les angles
> d'incidence
## et de rfraction lors de la rfraction absolue
entre les milieux
n Sin Q Masin f Indice de rfaction milieu 1
angle incidence
Indice de rfraction milieu 2
angle de rtraction 25
Multimdia
Consulte les ressources ci-dessous pour davantage dexplications sur la loi de
Snell-Descartes.
Loi de Snell-Descartes (capsule Alloprof): https://youtu.be/pn4Zbx9kD9E
Loi de Snell-Descartes (eduMedia):
https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/41-loi-de-la-refraction
1. Un rayon lumineux passe de lair au verre crown avec un angle de rfraction de 30. Quel sera
langle dincidence de ce rayon lumineux?
2. Un rayon lumineux passe du verre crown un milieu inconnu. Son angle dincidence est de 50 et
son angle de rfraction est de 61. Quelle est la composition du milieu inconnu?
Exercices
hi boo 42152 Q 300
En 01 49,46
hasinfe hasina
loosing 1,525in 30 L'angle d'incidence est de
## lysine 99
# 1,52 a so
a c
1,525in 50 nasinGI
1,33 na
na 1,33 done c'est de l'eau 26
3.2 La rfraction de la lumire dans les lentilles minces
La lentille
Exemples - Lentilles
Lentille convergente
Dfinition
Dfinition
# Il s'agit d'un objet transparent verre ou plastique qui compte au moins
une face courbe qui permet de rtracter la lumire
Lentille rfractant les rayons lumineux parallles de faon les rapprocher
de l'axe principale 27
Lentille divergente
> Exemples - Lentilles
Rayon de courbure (r): _________________________________________________
____________________________________________________________________
Centre de la lentille: ___________________________________________________
____________________________________________________________________
Foyer principale (F): ___________________________________________________
____________________________________________________________________
Foyer secondaire (F): __________________________________________________
____________________________________________________________________
Dfinition
Lentille rfractant les rayons lumineux parallles de faon les loigner
de l'axe principale
Segment de droite relient et la surface
de la lentille
Centre gomtrique de la lentille sur l'axe principale
Le point vers o convergent les rayons ou
point d'o les rayon divergent
point la mme distance du foyer mais
de l'autre ct 28
Le comportement des rayons lumineux dans les lentilles minces
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
La reprsentation graphiques des images dans les lentilles minces
Lentilles convergentes
1er rayon : ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
2e rayon : ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
3e rayon : ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
Les rayons sont rfracts deux fois
tout rayon rfract se trouvent dans le mme plan que
son rayon incident
Les rayon lumineux sont rversibles
parallle l'axe principal et est rfract vers le foyer principal
passe par le foyer secondaire et est rfract paralllement l'axe
> principal
> passe
par le centre de la lentille et il n'est pas rfract ngligeable Exemple - Lentille convergente
Cas typiques - Miroir concave
> 29
I I
# Objet l'infini objet plus loin que 2f
## Objet sur 2f Objet entre f et 2f
## Objet sur f Objet entre f et la lentille 30
Lentille divergente
1er rayon : ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
2e rayon : ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
3e rayon : ____________________________________________________________
____________________________________________________________________
> Exemple - Lentille divergente
parallle a l'axe principale et est rfract comme s'il venait du
foyer principal
Se dirige vers le foyer secondaire et est rtracto paralllement
l'axe principale
passe par le centre de la lentille et n'est pas
rfract ngligeable
i
i
i
i31
Cas typique - Lentille divergente
La reprsentation mathmatique des images formes dans les lentilles minces
Les image forme par une lentille divergente ont toujou
les mme caractristiques
> cuirtuelle
plus petite plus prs droite 32
Position dune image - Formule
Grandissement - Formule
do :
di :
f:
G :
do :
di :
ho:
hi :
Multimdia
Utilise la ressource eduMedia pour des animations supplmentaires. Assure-toi de
te connecter grce longlet Bibliothque du Pluriportail.
Lentille convergente #1: https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/665-lentille-convergente
Lentille convergente #2: https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/601-lentille-convergente-2
Lentille divergente #1: https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/703-lentille-divergente
Lentille divergente #2: https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/766-lentille-divergente-2
# dit Distance object
Distance Image
Longeur focal
t rtrsisment
# chief
Grandisment si grandismen
Distance object
Distance Image
Hauteur Obieet
Hauteur Image 3.3 La rflexion totale interne
La rflexion totale interne
Exemples - Rflexion totale interne
Dfinition
> 33
## Il s'agit d'un phnomne qui se produit lorsque la mesure
de l'angle d'incidence est suprieur celle de l'angle
critiae 34
Deux conditions sont ncessaires pour obtenir une rflexion totale interne:
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
Angle critique
Angle critique - Formule
c :
n1 :
n2 :
## La lumire doit passer vers un milieu o l'indice de rfraction est plus
faible
ni m
## La mesure de l'angle incidence doit tre plus grand celle
de l'angle critique
ni Ma
ASinCQ Masino
Aisin Q Nesin 900
Masino Mr
## Sine Y
# a Sin't
Angle critique
# SinainI Indice de rfraction 1
Indice de rfraction 235
1. Un rayon lumineux passe du verre crown lair. partir de quel sera langle dincidence ce rayon
lumineux subit une rflexion totale interne?
2. Un rayon lumineux passe du verre crown un milieu inconnu. Son angle critique est de 59,5.
Quelle est la composition du milieu inconnu?
Exercices
Multimdia
Consulte les ressources ci-dessous pour davantage dexplications sur la rflexion
totale interne.
La rflexion totale interne (capsule Alloprof): https://youtu.be/eYPv_zCeeAQ
La fibre optique (eduMedia):
https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/982-fibre-optique
Sin TE
# Sinoe
41,10
# Sino f7
## Sing Tz
1,31 D
# C'est de la glace 4.1 La rfraction de la lumire
4.2 Quelques instruments optiques
Les apprentissages de ce chapitre seront faits grce des activits en classe.
# 4. Loeil et les instruments optiques