La propagation de la lumière, Par : Mocydlarz Alice, Debruyne Audrey, Lafrid Alexandra, Felix Cassandra

La propagation de la lumière Propagation de la lumière dans un milieu homogène. Les ombres. Propagation de la lumière dans les milieux non-homogène. Phénomène du mirage. Conclusion.

Propagation de la lumière dans un milieu homogène. Nous avons fait passer le rayon laser le long d’une barre blanche de métal bien droite, dans une salle plongée dans le noir puis nous avons constaté que le rayon longe la barre métallique. La Lumière se propage de façon rectiligne, voici des photographies témoins.

Les Ombres. Expérience : Sur un papier de rétroprojecteur, on a dessiné un objet (lune), puis on a disposé une lampe d'un coté et un tableau blanc de l'autre. (2m15cm entre le tableau et la lampe). Suivant la distance a laquelle on mettait l‘objet l'ombre rétrécissait ou s'agrandissait. → On constate que plus la lune est loin de la lampe, plus l'ombre est petite. Plus la lune est proche de la lampe, plus l'ombre est grande.

Schéma de l’expérience.

Conclusion n°1 : Les Ombres et la propagation rectiligne de la lumière. Observations : Distance tableau lune 1m 80cm 60cm 40cm 20cm Taille de l'ombre 29cm 24cm 22cm 19cm 16,5cm d/D 0,53 0,63 0,72 0,81 0,91 l / l’ 0,51 0,62 0,68 0,79 La taille initial de la lune sur papier rétroprojecteur est de 15cm, la distance entre la lumière est l’écran est de 2m15. Conclusion: → L'ombre de l'image dépend de la distance a laquelle se trouve l'image.

Propagation non-rectiligne de la lumière dans un milieu non-homogène. Expériences dans des milieux non homogènes (A) Nous avons mis une couche de sel de 2cm d'épaisseur au fond d'un aquarium et nous avons refait la même chose avec du sucre dans un autre aquarium. Nous avons laisser reposer quelques heures. → le milieu n'était plus homogène. Le rayon lumineux du laser à été dévié dans les deux bacs.

Expériences dans des milieux non homogènes (B) Nous avons pris 3 petites cuves que nous avons rempli pour notre expérience. - 1ère cuve : on a mis un peu d' éthanol et de l'eau, - 2ème cuve : on a mis un peu de sel dans le fond de la cuve et de l'eau par dessus en évitant que cela se mélange. - 3ème cuve : on a mis que de l'eau (cuve témoin) On a mis un laser à chaque entré des cuves disposés au même niveau. On a éteint les lumières et avons allumé les lasers. → On observe que les rayons ne sortent pas au même endroit dans la première et deuxième cuve, leur propagation n'est pas rectiligne. Mais dans la troisième cuve, le laser sort au même endroit, donc sa trajectoire est rectiligne.

Conclusion n°2 : Propagation non-rectiligne Dans un milieu non-homogène. Dans les expériences A et B : → On observe que les lasers ne sortent pas au même endroit dans la première et deuxième cuve, leur propagation n'est pas rectiligne et leurs trajectoires forment: -pour la cuve avec le sel une trajectoire vers le bas(courbé). - pour la cuve avec l'éthanol une trajectoire vers le haut(courbé). Mais dans la troisième cuve, le laser sort au même endroit, donc sa trajectoire est rectiligne. → Conclusion : Dans un milieu non- homogène, le rayon lumineux n'est pas rectiligne (exemple de la première et deuxième cuve). Alors que dans un milieu homogène (l'eau), le rayon est rectiligne. De plus, la trajectoire n’est pas toujours déviée dans la même direction.

Phénomène du mirage. C'est le phénomène du mirage. Le phénomène du mirage, dans la réalité, comme par exemple dans les déserts, sont dû à une différence de température entre le sol et l'air. Exemple du désert chaud : La chaleur du sable est plus élevée que celle de l'air environnant, ce qui rend le milieu non- homogène. Pour cet raison les rayons lumineux sont déviés. Donc une oasis se trouvant à des kilomètres nous apparaîtra beaucoup plus proche qu’elle ne l’est réellement. C'est le phénomène du mirage.

Comme démontré dans nos expériences, la trajectoire n’est pas toujours déviée dans la même direction, en fonction des caractéristiques du milieu.

Conclusion général : Dans un milieu homogène, nous avons démontré que la lumière se propage de façon rectiligne, à l’aide d’une expérience simple. Ceci explique, entre autres, le phénomène des ombres. Puis grâce à d’autres expériences, nous avons démontré que la propagation de la lumière n’est plus rectiligne dans un milieu non homogène, ce qui explique aussi le phénomène des mirages. Ceci prouve que les caractéristiques de la propagation de la lumière dépendent de celles du milieu où elle se propage.