Visibilité d'un objet

Dans ce premier cours d’optique, après  avoir distingué entre les sources primaires et secondaires, on rappellera des généralités concernant celle-ci avant de s’intéresser à proprement parlé aux lois de l’optique géométrique comme la propagation rectiligne, le principe du retour inverse de la lumière ou les lois de la réfraction et réflexion.

→ Quelle est la différence entre source primaire et secondaire ?

→ Quels sont les conditions de la visibilité d’un objet ?

→ Quels sont les lois de réfraction et réflexion ?

→ Quel est le principe du retour inverse de la lumière ?

Vision d’un objet

Notion d’objet lumineux

On distingue entre deux types des sources de la lumière :

• Certains objets lumineux produisent eux-mêmes la lumière qu'ils émettent : ce sont des sources lumineuses dites primaires. 

• D'autres objets, comme les poussières, diffusent une partie de la lumière qu'ils reçoivent d'un autre objet lumineux : ce sont des objets diffusants, appelés aussi sources lumineuses secondaires.

Dans la liste suivante, quels sont les sources lumineuses primaires et les objets diffusants ?

→ Le Soleil : source lumineuse primaire.

→ Un tube néon : source lumineuse primaire.

→ La Lune : objet diffusant (la lumière du Soleil vers la Terre et notamment vers nos yeux quand on l'observe).

→ Une fleur : objet diffusant (en pleine nuit noire, elle ne sera pas visible).

→ Un écran de cinéma : objet diffusant.

Les conditions de visibilité d’un objet

 Question :

 PEUT-ON VOIR LA LUMIÈRE ? COMMENT LA LUMIERE SE PROPAGE-T-ELLE ? 

Réponse :

 Un objet ne peut être vu que si de la lumière provenant de cet objet arrive dans l'œil, puis impressionne la rétine, la lumière est alors transmise au cerveau et traitée par celui-ci.

 Activité :

⇒ Manipulation :

On réalise le montage représenté dans le schéma ci-après :

On dispose de trois plaques de carton percées d'un trou et d'une lampe de poche allumée.

⇒ Observations :

1ér Cas: l’observateur ne voit pas la lumière.

2éme cas : l’observateur voit la lumière : La lumière se propage en ligne droite.

Conclusion :

• L’observateur ne voit pas la lumière, il voit seulement les objets lorsqu’ils sont capables de renvoyer cette lumière dans son œil.
• Pour voir un objet, il doit être éclairé et l'œil de l'observateur doit recevoir la lumière diffusée par cet objet.
• La lumière se propage en ligne droite dans un milieu homogène tel que l’eau l’air, Elle est déviée lorsqu’elle change de milieu.
• Un objet, lumineux ou éclairé, est visible si la lumière qu’il envoie pénètre dans l’œil de l’observateur.

Notion de rayon lumineux et faisceau lumineux

Expérimentalement, il est impossible d'obtenir un pinceau lumineux infiniment fin, c'est-à-dire un rayon lumineux, car même si l'on place une ouverture très petite devant la lumière, le faisceau s'élargit : c'est le phénomène de diffraction.

                                      

Le rayon lumineux n'est qu’un modèle géométrique permettant de décrire le comportement d'un faisceau lumineux :

• On le représente par un segment de droite muni d'une flèche orientée dans le sens de la propagation de la lumière.
• Un faisceau lumineux est un ensemble de rayons lumineux indépendants les uns aux autres, provenant d'une même source.

Phénomène de réflexion et de réfraction