Physique-Chimie · 5ème · Contrôle n°1
Lumière — Propagation et couleurs
Un contrôle de physique-chimie de 55 minutes sur la lumière : les deux sortes de sources, la propagation rectiligne et le sens des rayons, l'ombre et la pénombre, la décomposition de la lumière blanche, et la couleur d'un objet comprise comme une rencontre entre un éclairage et une surface. Vingt points, barème détaillé, et une correction qui dit pourquoi à chaque question.
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Avant de commencer
- Une source primaire produit sa lumière ; une source secondaire la renvoie seulement.
- Dans un milieu homogène et transparent, la lumière va en ligne droite.
- Le trajet se suit dans l’ordre : source, puis objet, puis œil. Les flèches ne repartent jamais de l’œil.
- Une source ponctuelle donne une ombre nette ; une source étendue ajoute une pénombre.
- La lumière blanche est un mélange ; une lumière colorée du spectre ne se décompose plus.
- La couleur d’un objet est celle des lumières qu’il renvoie, parmi celles qu’il reçoit.
Exercice 1 — Deux sortes de sources
4 pts · 10 minDistinguer source primaire et source secondaire
Réponds à chaque question.
1.Qu’est-ce qu’une source primaire ?
1 ptVoir la correction
Une source qui produit elle-même la lumière qu’elle émet.
Le Soleil, une flamme, une lampe allumée, un écran.
2.Qu’est-ce qu’une source secondaire ?
1 ptVoir la correction
Un objet qui renvoie la lumière qu’il reçoit.
Un mur, une page, tout objet éclairé.
3.La Lune appartient-elle à l’une ou à l’autre ?
1 ptVoir la correction
À la seconde : elle renvoie la lumière du Soleil.
Elle ne produit aucune lumière par elle-même.
4.Pourquoi voit-on ces deux sortes d’objets ?
1 ptVoir la correction
Parce que de la lumière parvient de l’objet jusqu’à l’œil.
La raison est opposée, le résultat est le même.
Exercice 2 — La propagation rectiligne
4 pts · 11 minReprésenter le trajet de la lumière
Réponds à chaque question.
1.Dans quelles conditions la lumière se propage-t-elle en ligne droite ?
1 ptVoir la correction
Dans un milieu homogène et transparent.
Les deux conditions sont nécessaires.
2.Comment représente-t-on son trajet ?
1 ptVoir la correction
Par un rayon lumineux, une droite fléchée.
La flèche indique le sens du trajet.
3.Dans quel ordre le trajet se parcourt-il ?
1 ptVoir la correction
Source, puis objet, puis œil.
Les flèches ne repartent jamais de l’œil.
4.Que faut-il pour qu’un objet soit vu ?
1 ptVoir la correction
Un trajet rectiligne reliant l’objet à l’œil, sans obstacle.
C’est la conséquence directe de la propagation en ligne droite.
Exercice 3 — Ombre et pénombre
4 pts · 11 minExpliquer ombre et pénombre
Réponds à chaque question.
1.Que crée un objet opaque placé sur le trajet de la lumière ?
1 ptVoir la correction
Une zone privée de lumière derrière lui.
On distingue l’ombre propre sur l’objet et l’ombre portée sur l’écran.
2.Quelle sorte de source donne une ombre nette ?
1 ptVoir la correction
Une source ponctuelle.
Toute la zone est alors soit éclairée, soit dans l’ombre.
3.Qu’ajoute une source étendue ?
1 ptVoir la correction
Une pénombre.
C’est une zone éclairée par une partie seulement de la source.
4.Qu’explique la pénombre dans la vie courante ?
1 ptVoir la correction
Le contour flou des ombres réelles.
Les sources réelles sont étendues, jamais ponctuelles.
Exercice 4 — Décomposer la lumière
5 pts · 14 minComprendre la décomposition de la lumière blanche
Réponds à chaque question.
1.Qu’obtient-on en faisant passer de la lumière blanche dans un prisme ?
1 ptVoir la correction
Un spectre, bande continue allant du rouge au violet.
Chaque couleur est déviée d’un angle différent, ce qui les sépare.
2.Qu’est-ce que cela prouve sur la lumière blanche ?
1 ptVoir la correction
Qu’elle est un mélange de lumières colorées.
Elle n’est donc pas une lumière simple.
3.On isole le vert du spectre et on l’envoie dans un second prisme. Que sort-il ?
1 ptVoir la correction
Du vert seulement.
Le prisme le dévie, mais il n’a rien à décomposer.
4.Qu’en conclut-on sur le vert ?
1 ptVoir la correction
C’est une lumière simple.
Le blanc, lui, est une lumière composée.
5.Qu’est-ce qui remplace le prisme dans un arc-en-ciel ?
1 ptVoir la correction
Les gouttes d’eau en suspension dans l’air.
Il apparaît du côté opposé au Soleil par rapport à l’observateur.
Exercice 5 — Trouve l'erreur
3 pts · 9 minRepérer une erreur et la corriger
Chaque affirmation est fausse. Écris ce qu’il fallait dire.
1.« Je trace les rayons depuis mon œil jusqu’au livre que je regarde. »
1 ptVoir la correction
Ils vont du livre vers l’œil : l’œil reçoit, il n’émet rien.
Sinon on verrait dans le noir complet, ce qui n’arrive pas.
2.« Un pull rouge reste rouge quelle que soit la lumière qui l’éclaire. »
1 ptVoir la correction
Éclairé en bleu, il paraît noir : il n’a aucun rouge à renvoyer.
La couleur naît d’une rencontre entre un éclairage et une surface.
3.« Je fais passer du rouge dans un prisme pour le décomposer à son tour. »
1 ptVoir la correction
Le rouge est une lumière simple : il sera dévié, non décomposé.
Seule la lumière blanche, qui est composée, se décompose.
Barème — ce que le correcteur regarde
Les lignes chiffrées couvrent les 5 exercices et totalisent 20 points.
Ex.1Les deux sortes de sources distinguées
4 points — 1 par question
Point perdu si : La Lune rangée parmi les sources primaires.
Ex.2Le trajet de la lumière tracé dans le bon sens
4 points — 1 par question
Point perdu si : Des rayons partant de l’œil vers l’objet.
Ex.3Ombre et pénombre expliquées par la source
4 points — 1 par question
Point perdu si : Une pénombre attribuée à l’objet plutôt qu’à l’étendue de la source.
Ex.4La décomposition comprise
5 points — 1 par question
Point perdu si : Une couleur du spectre décomposée une seconde fois.
Ex.5L’erreur repérée, et la réponse juste donnée
3 points — 1 par ligne
Point perdu si : Une couleur traitée comme une propriété que l’objet posséderait seul.
Et maintenant ?
- 16 à 20
- Le chapitre est acquis. Entraîne-toi maintenant à prévoir la couleur d'un objet sous un éclairage donné : écris ce que contient la lumière, puis ce que l'objet sait renvoyer, et croise les deux.
- 10 à 15
- Refais l'exercice 2 en traçant le trajet dans l'ordre : source, objet, œil. Un schéma fléché à l'envers rendrait inexplicable qu'on ne voie rien dans le noir.
- moins de 10
- Reprends la fiche de cours et retiens que la couleur n'appartient pas à l'objet seul : elle naît d'une rencontre.
Refaire avec d'autres phrases
Mêmes notions, mêmes exigences, énoncés différents. À passer quelques jours plus tard, une fois celui-ci corrigé.
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