Les saisons

Propagation de la lumière solaire

Objectifs

CorbozL'observation des ombres des barreaux d'une grille permet d'introduire des expériences visant à reproduire le phénomène observé (ombres parallèles).

Matériel nécessaire

  • Source de lumière, 
  • rétroprojecteur, 
  • série de tubes de PVC (ou série d'objets identiques et rectilignes),
  • lentille convergente, 
  • lampe de poche,
  • loupe, 
  • peigne, 
  • écran.
Ces expériences s'effectuent dans l'obscurité.

 

 
Expérience n° 1 : direction des ombres des obstacles en fonction de leur éloignement de la source de lumière.

 Corboz

Expérience n° 2 : obtention d'un faisceau de lumière à bords parallèles.
Corboz

Expérience n° 3 : reproduction d'ombres portées similaires à celles de la photographie précédente
Corboz
Prolonger
Des activités annexes sur le thème des dimensions de la Terre et du Soleil et de la distance qui les sépare permettent de comprendre pourquoi le faisceau de lumière solaire parvenant sur Terre peut être considéré comme un faisceau de lumière à bords parallèles :
- Terre : rayon rT = 6 400 km,  diamètre dT = 12 800 km
- Soleil : rayon rS = 695 000 km, diamètre dS = 1 390 000 km, soit 109 dT
- distance Terre-Soleil : d = 150 000 000 km, soit 11 700 dT, ou 108 dS
   (Si la Terre était représentée par une bille de 1 cm de diamètre, le Soleil serait représenté par une boule de 1,09 m de diamètre placée à 118 m de la Terre, l'atmosphère terrestre serait une pellicule de 0,05 mm et la troposhère, couche atmosphérique concernée par les phénomènes météorologiques, correspondrait à un film de 0,01 mm d'épaisseur).