Sources de lumière et récepteurs (lampes, Soleil, etc.)

Une source de lumière envoie de la lumière (elle-même ou en renvoyant celle qu’elle reçoit), un récepteur la capte et réagit ; on voit un objet seulement quand de la lumière venant de lui entre dans notre œil.

Objectifs

Distinguer une source primaire d’un objet diffusant (source secondaire).
Citer des récepteurs de lumière et dire comment ils réagissent.
Expliquer, avec un schéma, comment on voit un objet.

1. Les sources de lumière

Une source de lumière est un objet qui envoie de la lumière. On en distingue deux sortes.

Source primaire : elle produit elle-même sa lumière. Exemples : le Soleil et les autres étoiles, la flamme d’une bougie ou d’une lampe à pétrole, une ampoule allumée, une LED, l’écran allumé d’un téléphone, une luciole, le feu de bois.
Objet diffusant (ou source secondaire) : il ne produit pas de lumière, il renvoie dans toutes les directions une partie de la lumière qu’il reçoit. Exemples : la Lune, les planètes, un mur, un cahier, ton visage, les nuages.

flowchart TD
A[Objets visibles] --> B[Sources primaires]
A --> C[Objets diffusants]
B --> D[Soleil lampe flamme LED]
C --> E[Lune mur cahier visage]

La lumière se propage en ligne droite dans un milieu transparent et homogène (air, eau, verre), et elle est extrêmement rapide : environ 300 000 km par seconde dans le vide. Elle peut même voyager dans le vide, ce qui lui permet de venir du Soleil jusqu’à nous.

Exemple résolu 1

Classe ces objets : le Soleil, la Lune, une lampe à pétrole allumée, un miroir, un tableau blanc, une luciole. Cherche d’abord.

Voir la solution

Sources primaires : le Soleil, la lampe à pétrole allumée, la luciole (elles produisent leur lumière).
Objets qui renvoient la lumière reçue : la Lune, le tableau blanc, le miroir (le miroir la renvoie dans une seule direction, c’est une réflexion, mais il ne produit aucune lumière).

Lequel de ces objets est une source primaire de lumière ?

La Lune
Un miroir
La flamme d’une bougie

La flamme produit sa propre lumière. La Lune et le miroir ne font que renvoyer une lumière qu’ils reçoivent.

Dans une pièce totalement noire, que voit-on d’une feuille blanche ?

On la voit, car le blanc brille
On ne la voit pas
On voit seulement ses bords

Une feuille est un objet diffusant : sans lumière reçue, elle n’en renvoie aucune, donc rien n’entre dans l’œil.

2. Les récepteurs de lumière

Un récepteur de lumière est un objet qui capte la lumière et qui réagit (il se produit un changement).

L’œil : la rétine, au fond de l’œil, capte la lumière et envoie un message au cerveau par le nerf optique.
La cellule photovoltaïque (panneau solaire) : elle transforme la lumière en électricité.
La photorésistance : sa résistance électrique diminue quand elle est éclairée ; on l’utilise dans les lampadaires qui s’allument tout seuls à la nuit tombée.
Le capteur d’un appareil photo ou d’un téléphone (autrefois la pellicule photographique) : il enregistre une image.
Les plantes : leurs feuilles captent la lumière pour fabriquer leur matière (photosynthèse).
La peau : elle bronze ou brûle au soleil.

Un même objet peut être récepteur puis source : le panneau reçoit la lumière du Soleil, la batterie stocke l’énergie, puis la lampe devient une source primaire.

Place les noms : où est la source primaire naturelle ? le récepteur qui fabrique de l’électricité ? la source primaire allumée le soir ? le récepteur qui permet de voir ?

Quel récepteur transforme la lumière en électricité ?

La cellule photovoltaïque
La rétine
Une feuille de manguier

La cellule photovoltaïque produit un courant électrique quand elle est éclairée. La rétine envoie un message nerveux, la feuille fabrique de la matière.

3. Comment voit-on un objet ?

Pour un objet diffusant, la lumière fait donc un trajet en deux temps : source primaire, puis objet, puis œil. Sur un schéma, on représente la lumière par des rayons : des droites munies d’une flèche dans le sens de propagation.

La lumière part du Soleil (source primaire) et arrive sur la Lune en ligne droite.

La Lune diffuse cette lumière dans toutes les directions (pointillés) ; une partie entre dans l’œil d’Awa : elle voit la Lune.

Exemple résolu 2

Explique pourquoi Kofi voit son cahier quand la lampe torche est allumée, et dessine le trajet de la lumière en mots.

La lampe torche allumée est une source primaire : elle envoie de la lumière vers le cahier.

Le cahier est un objet diffusant : il renvoie une partie de cette lumière dans toutes les directions.

Une partie de la lumière diffusée entre dans l’œil de Kofi, la rétine la capte : Kofi voit le cahier. Trajet : lampe, puis cahier, puis œil.

Quel est le bon trajet de la lumière quand tu lis un livre sous une ampoule ?

Œil, puis livre, puis ampoule
Ampoule, puis livre, puis œil
Livre, puis ampoule, puis œil

La lumière part de la source primaire (l’ampoule), est diffusée par le livre, puis entre dans l’œil.

Erreurs fréquentes

Croire que tout ce qui brille produit de la lumière (Lune, miroir, chrome d’une moto).
Oublier que l’œil est un récepteur : il reçoit la lumière, il n’en envoie pas.
Dessiner des rayons sans flèche ou avec la flèche dans le mauvais sens.

Récapitulatif

Source primaire : produit sa lumière. Objet diffusant : renvoie la lumière reçue.
Récepteur : capte la lumière et réagit (œil, panneau solaire, photorésistance, capteur photo, plante).
On voit un objet quand de la lumière venant de lui entre dans l’œil.
La lumière se propage en ligne droite ; on la représente par des rayons fléchés.

Source primaire

Objet qui produit sa propre lumière : Soleil, flamme, lampe allumée, LED.

Objet diffusant

Objet qui renvoie dans toutes les directions la lumière qu’il reçoit : Lune, mur, cahier.

Récepteur de lumière

Objet qui capte la lumière et réagit : œil, cellule photovoltaïque, photorésistance.

Condition pour voir

De la lumière venant de l’objet doit entrer dans l’œil.

Rayon lumineux

Droite fléchée qui représente le trajet de la lumière, de la source vers le récepteur.