Fiche de révision
Physique

Diffraction, chambre noire, ombre et pénombre

Ombre, pénombre, éclipses : la propagation rectiligne en action.

www.ndolomath.com
Fiche de révision de Physique : « Diffraction, chambre noire, ombre et pénombre », proposée par ndolomath.com

Diffraction, chambre noire, ombre et pénombre

💡 Idée principale : un objet opaque éclairé crée une ombre derrière lui. Une petite ouverture fait apparaître la diffraction, et la chambre noire donne une image renversée.
Étapes résumées
  1. Ombre propre (sur l’objet) et ombre portée (sur l’écran).
  2. Une source étendue donne une pénombre autour de l’ombre.
  3. La chambre noire donne une image renversée.
  4. La diffraction apparaît avec des ouvertures très petites.

Ombre et pénombre

1. Ombre portée

Derrière l’objet opaque, aucune lumière n’arrive : c’est l’ombre.
Avec une source étendue, une zone partiellement éclairée apparaît : la pénombre.
Les éclipses s’expliquent ainsi.

2. Comprendre : pourquoi deux zones ?

Avec une source ponctuelle, chaque point de l’écran reçoit la lumière ou ne la reçoit pas : l’ombre a un bord net. Avec une source étendue (le Soleil, un néon), certains points ne voient qu’une partie de la source : ils sont faiblement éclairés, c’est la pénombre. Plus la source est large, plus la pénombre est étendue.

Fiche de révision de Physique : « Diffraction, chambre noire, ombre et pénombre », proposée par ndolomath.com

La chambre noire

3. Principe

Une boîte percée d’un petit trou forme sur le fond une image renversée de l’objet. Plus le trou est petit, plus l’image est nette mais sombre.

4. Taille de l’image

A′B′AB=d′d
ABtaille de l’objetddistance objet-troud′profondeur de la boîte

La diffraction

Quand la lumière s’étale
  • Avec une fente très fine, la tache lumineuse s’élargit au lieu de rétrécir.
  • C’est la limite de la propagation rectiligne : la lumière a aussi un comportement d’onde.

Les éclipses

Éclipse de Soleil

La Lune passe entre le Soleil et la Terre ; son ombre balaie une petite région de la Terre.
vs

Éclipse de Lune

La Terre passe entre le Soleil et la Lune ; la Lune entre dans l’ombre de la Terre.
Fiche de révision de Physique : « Diffraction, chambre noire, ombre et pénombre », proposée par ndolomath.com

Exercice type

Un poteau de 3 m de haut a une ombre de 2 m. Au même moment, l’ombre d’un arbre mesure 10 m. Hauteur de l’arbre ?

Solution :
Les rayons du Soleil sont parallèles : les triangles sont semblables.
h10=32, donc h=15 m.

À toi de jouer

1. Que voit-on dans une chambre noire ?
2. Objet de 2 m à 10 m, boîte de 20 cm : taille de l’image ?
3. Quel phénomène se produit quand la Lune passe dans l’ombre de la Terre ?

Réponses : une image renversée · 4 cm · une éclipse de Lune. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

  • L’ombre propre est sur l’objet, l’ombre portée sur l’écran.
  • Un trou trop large donne une image floue.
  • Utilise les mêmes unités pour d et d′.

Méthode

Trace les rayons extrêmes issus de la source : ils délimitent ombre et pénombre.
Fiche de révision de Physique : « Diffraction, chambre noire, ombre et pénombre », proposée par ndolomath.com

Va plus loin avec Ndolomath

Ces ressources sont payantes.

Ta classe complète, corrigée

Écris-nous : on t’envoie tous les cours et exercices corrigés de ta classe.