Karamö, le prof virtuelLeçon 1 sur 22
Les sources et les récepteurs de lumière
Je sais distinguer une source primaire, un objet diffusant (source secondaire) et un récepteur de lumière, et expliquer pourquoi je vois un objet.
- 40 min
- 5 exercices corrigés
- 2 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Définir une source de lumière et distinguer source primaire et source secondaire
- Citer des sources naturelles et artificielles de lumière
- Définir un récepteur de lumière et en donner des exemples
- Expliquer la condition pour qu'un objet soit vu par l'œil
1Je découvre
Il est 20 heures à Faranah et le courant vient de couper. Dans la cour, Mariama allume une lampe torche pour finir ses devoirs. Son petit frère Sékou lève les yeux : la Lune brille au-dessus du manguier. « Regarde, dit-il, la Lune est une lampe comme ta torche ! »
Mariama n'est pas d'accord. Elle remarque aussi autre chose : son cahier blanc, posé sur la table, est bien visible dans le faisceau de la torche, mais dès qu'elle éteint la torche, elle ne voit plus rien écrit dessus, alors que ses yeux sont toujours ouverts. Pendant la journée, en revanche, le petit panneau solaire posé sur le toit recharge la batterie de la maison grâce à la lumière du Soleil.
La torche, la Lune, le cahier, les yeux de Mariama et le panneau solaire ont tous un rapport avec la lumière, mais pas le même.
Quels objets produisent la lumière, quels objets la renvoient seulement, et quels objets la reçoivent ? Et que faut-il pour que l'on voie un objet ?
2Je comprends
1. Qu'est-ce qu'une source de lumière ?
Une source de lumière est un objet qui envoie de la lumière autour de lui et que l'on peut donc voir. Mais toutes les sources ne fonctionnent pas de la même façon. On en distingue deux sortes.
Une source primaire est un objet qui produit lui-même la lumière qu'il émet. Il continue de briller même s'il est seul dans le noir complet.
Exemples : le Soleil et les étoiles, la flamme d'une bougie ou d'une lampe à pétrole, le feu de bois, un éclair d'orage, le filament d'une ampoule allumée, une lampe torche allumée, l'écran allumé d'un téléphone, une luciole la nuit en brousse.
Une source primaire produit de la lumière grâce à une énergie : l'énergie chimique d'un combustible (bois, pétrole, cire), l'énergie électrique d'une pile ou du réseau, ou l'énergie nucléaire au cœur du Soleil.
Une source secondaire (on dit aussi objet diffusant ou objet éclairé) est un objet qui ne produit pas de lumière : il renvoie dans toutes les directions une partie de la lumière qu'il reçoit d'une source primaire. On dit qu'il diffuse la lumière. Dans le noir complet, un objet diffusant devient invisible.
Exemples : la Lune (elle est éclairée par le Soleil), les planètes, un mur, un cahier, un pagne, les arbres, ton visage, les nuages le jour.
- Produit sa propre lumière
- Visible dans le noir complet
- Soleil, étoiles, flamme, lampe allumée
- A besoin d'une énergie pour briller
- Ne produit pas de lumière
- Invisible dans le noir complet
- Lune, planètes, mur, cahier, arbre
- A besoin d'être éclairée par une source
Retour à Sékou : la Lune n'est pas une lampe. C'est une source secondaire. Elle est éclairée par le Soleil et elle renvoie vers la Terre une partie de cette lumière. C'est pour cela qu'on ne voit que la partie de la Lune éclairée par le Soleil (tu le verras dans la leçon sur les phases de la Lune).
2. Sources naturelles et sources artificielles
On peut aussi classer les sources primaires selon leur origine.
| Sources naturelles | Sources artificielles (fabriquées par l'homme) |
|---|---|
| Le Soleil, les étoiles | La lampe torche, l'ampoule électrique |
| L'éclair d'orage | La bougie, la lampe à pétrole |
| Un feu de brousse, une coulée de lave | L'écran d'un téléphone ou d'une télévision |
| Certains insectes (lucioles) | Les phares d'une voiture, un projecteur |
Attention : « naturelle ou artificielle » et « primaire ou secondaire » sont deux classements différents. La Lune est une source naturelle et secondaire. Le Soleil est une source naturelle et primaire. Une ampoule allumée est une source artificielle et primaire.
3. Qu'est-ce qu'un récepteur de lumière ?
Un récepteur de lumière est un objet qui reçoit la lumière et réagit à elle : la lumière y provoque un effet (une sensation, un courant électrique, une transformation chimique…).
| Récepteur | Effet de la lumière |
|---|---|
| L'œil | Il envoie un message au cerveau : on voit |
| Le panneau solaire (photopile) | Il produit un courant électrique |
| Le capteur d'un appareil photo ou d'un téléphone | Il enregistre une image |
| La pellicule photographique (ancienne) | Elle subit une transformation chimique |
| La feuille verte d'une plante | Elle fabrique sa matière grâce à la lumière (photosynthèse) |
| La peau | Elle bronze ou brûle au soleil |
| La photorésistance (dans les lampadaires automatiques) | Sa résistance électrique change |
L'œil est le récepteur de lumière le plus important pour nous. Mais il ne « lance » rien vers les objets : il ne fait que recevoir de la lumière. Une ancienne idée disait que l'œil envoie des rayons pour voir : c'est faux. Si c'était vrai, Mariama verrait son cahier dans le noir complet.
4. La condition pour voir un objet
On peut maintenant répondre à la question de Mariama.
Pour qu'un objet soit vu, il faut que de la lumière partie de cet objet entre dans l'œil.
- Si l'objet est une source primaire (la flamme), la lumière qu'il produit va directement de lui à l'œil.
- Si l'objet est une source secondaire (le cahier), la lumière suit un chemin en deux étapes : source primaire → objet diffusant → œil. Sans source primaire, pas de lumière diffusée : l'objet n'est pas vu.
- 1La source primaire (la lampe torche) produit de la lumière.
- 2La lumière arrive sur l'objet (le cahier de Mariama).
- 3Le cahier diffuse une partie de cette lumière dans toutes les directions.
- 4Une partie de la lumière diffusée entre dans l'œil de Mariama.
- 5L'œil, récepteur, envoie un message au cerveau : Mariama voit le cahier.
Remarque importante : dans une pièce éclairée, on voit tous les objets, même ceux qui ne sont pas directement en face de la lampe. C'est parce que chaque objet diffuse la lumière dans toutes les directions : un peu de cette lumière arrive donc dans les yeux de chaque personne présente, où qu'elle soit.
5. Exemples résolus
Exemple
Classer les objets suivants en sources primaires et sources secondaires : le Soleil, la Lune, une bougie allumée, un tableau noir, la planète Vénus, une étoile.
Sources primaires (elles produisent leur lumière) : le Soleil, la bougie allumée, l'étoile.
Sources secondaires (elles renvoient la lumière reçue) : la Lune, le tableau noir, la planète Vénus.
Remarque : Vénus brille beaucoup dans le ciel du soir, mais c'est une planète éclairée par le Soleil, pas une étoile.
Exemple
Pendant une coupure de courant, la nuit, Ibrahima est dans une chambre sans fenêtre, complètement noire. Il a les yeux ouverts. Voit-il sa montre à aiguilles ordinaire ? Et l'écran allumé de son téléphone ?
La montre est un objet diffusant : aucune source primaire ne l'éclaire, donc elle ne renvoie aucune lumière vers l'œil. Ibrahima ne la voit pas.
L'écran allumé est une source primaire : il produit de la lumière qui entre dans l'œil d'Ibrahima. Il le voit.
Et si Ibrahima approche l'écran de la montre, la montre est éclairée, elle diffuse la lumière de l'écran : il la voit alors.
Méthode
Pour savoir si un objet est une source primaire ou secondaire :
- J'imagine l'objet seul dans une pièce totalement noire.
- S'il reste visible, il produit sa lumière : c'est une source primaire.
- S'il devient invisible, il ne fait que renvoyer la lumière : c'est une source secondaire (objet diffusant).
Pour expliquer qu'un objet est vu, je décris le trajet de la lumière jusqu'à l'œil.
3Je retiens
Je retiens
Une source primaire produit sa propre lumière (Soleil, étoiles, flamme, lampe allumée).
Une source secondaire (objet diffusant) renvoie dans toutes les directions la lumière qu'elle reçoit (Lune, planètes, murs, cahier).
Les sources peuvent être naturelles (Soleil, éclair) ou artificielles (lampe, bougie).
Un récepteur de lumière reçoit la lumière et réagit : œil, panneau solaire, capteur photo, feuille verte.
Pour voir un objet, il faut que de la lumière venant de cet objet entre dans l'œil.
L'œil reçoit la lumière, il n'en envoie pas.
4Erreurs fréquentes
- Dire que la Lune est une source primaire parce qu'elle « brille » : elle ne fait que renvoyer la lumière du Soleil.
- Confondre « naturelle » et « primaire » : la Lune est naturelle mais secondaire.
- Croire que l'œil envoie quelque chose vers l'objet pour le voir : c'est la lumière qui va de l'objet vers l'œil.
- Dessiner la flèche de la lumière de l'œil vers l'objet : la flèche part toujours de la source et arrive dans l'œil.
5Je m’exerce
1Exercice 1
Recopie et complète avec les mots : primaire, secondaire, récepteur, diffuse.
a) Une lampe à pétrole allumée est une source …
b) Un mur blanc éclairé … la lumière qu'il reçoit : c'est une source …
c) Un panneau solaire qui produit du courant grâce au Soleil est un … de lumière.
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) Une lampe à pétrole allumée est une source primaire.
b) Un mur blanc éclairé diffuse la lumière qu'il reçoit : c'est une source secondaire.
c) Un panneau solaire est un récepteur de lumière.
2Exercice 2
Classe dans un tableau à deux colonnes (sources primaires / sources secondaires) : une étoile, un pagne rouge, l'éclair, la planète Mars, un téléphone allumé, un arbre, un feu de bois, la Lune.
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| Sources primaires | Sources secondaires |
|---|---|
| une étoile | un pagne rouge |
| l'éclair | la planète Mars |
| un téléphone allumé | un arbre |
| un feu de bois | la Lune |
3Exercice 3
Parmi les objets suivants, lesquels sont des récepteurs de lumière ? Pour chacun, indique l'effet produit par la lumière : l'œil, une pierre, une feuille de manioc, un appareil photo, une cuillère.
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Récepteurs : l'œil (vision : message envoyé au cerveau) ; la feuille de manioc (photosynthèse : la plante fabrique sa matière) ; l'appareil photo (enregistrement d'une image). La pierre et la cuillère reçoivent de la lumière mais n'ont pas de réaction utile qu'on exploite : ce ne sont pas des récepteurs au sens de la leçon.
4Exercice 4
Aïssatou dit : « Je vois la Lune parce que mes yeux envoient de la lumière vers elle. » Explique son erreur, puis décris en trois étapes le vrai trajet de la lumière qui permet de voir la Lune.
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Les yeux n'envoient pas de lumière : ce sont des récepteurs. La Lune est vue grâce au trajet suivant :
- Le Soleil (source primaire) envoie de la lumière vers la Lune.
- La Lune (objet diffusant) renvoie une partie de cette lumière, notamment vers la Terre.
- Cette lumière entre dans l'œil d'Aïssatou : elle voit la Lune.
5Exercice 5
(Type examen) Alpha lit un livre sous une lampe, dans une pièce fermée.
a) Nomme la source primaire, l'objet diffusant et le récepteur.
b) Fais un schéma simple (lampe, livre, œil) et trace avec des flèches le trajet de la lumière.
c) On éteint la lampe. Alpha peut-il encore lire ? Justifie.
d) Pourquoi Fanta, assise dans un autre coin de la pièce, voit-elle aussi le livre quand la lampe est allumée ?
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) Source primaire : la lampe allumée. Objet diffusant : le livre. Récepteur : l'œil d'Alpha.
b) Schéma : une flèche va de la lampe au livre, puis une deuxième flèche va du livre à l'œil. Les flèches sont orientées dans le sens de la lumière (de la lampe vers le livre, puis du livre vers l'œil).
c) Non. Le livre est un objet diffusant : sans source primaire, il ne reçoit pas de lumière, donc il n'en renvoie pas vers l'œil. Alpha ne le voit plus.
d) Le livre diffuse la lumière dans toutes les directions. Une partie de cette lumière arrive dans l'œil de Fanta, même si elle n'est pas à la même place qu'Alpha.
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
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