École La Dauversière, Montréal, juin 2000 Les miroirs Par Luana Piloso et Mayssa Skaf École La Dauversière, Montréal, juin 2000 Validation du contenu et révision linguistique: Stéphane Lamarche Science animée, 2000 Cliquez ici pour commencer

Les Miroirs Par: Luana Piluso & Mayssa Skaf Plans, concaves et convexes Par: Luana Piluso & Mayssa Skaf

Les miroirs Le miroir sert à réfléchir la lumière, à reproduire l`image de quelqu`un ou de quelque chose. Il existe trois types de miroirs: miroirs plans, miroirs concaves et miroirs convexes. Dans cette présentation, nous vous expliquerons la réflexion de la lumière avec chaque type de miroir en donnant des exemples, des élaborations de laboratoires et des formules permettant d`obtenir des résultats.

Menu Miroirs plans Miroirs convexes Miroirs concaves Bibliographie

Miroirs Plans Laboratoire Rayons lumineux Exemple Champ de vision

Formation d ’une image dans un miroir plan Laboratoire Formation d ’une image dans un miroir plan But Déterminer la position d ’une image formée par un miroir plan. Un miroir plan Objet quelconque Règle Matériel

? Protocole: Résultats: 1- Placer l`objet devant le miroir à une distance quelconque. 2- Observer l `image formée. 3- Recommencer l `expérience en variant les distances entre le miroir et l `objet. 4- Observer et écrire les résultats. Résultats: Étapes ?

Protocole: Résultats: 1- Placer l`objet devant le miroir à une distance quelconque. 2- Observer l `image formée. 3- Recommencer l `expérience en variant les distances entre le miroir et l `objet. 4- Observer et écrire les résultats. Résultats: Étapes Cliquer!

? Protocole: Résultats: 1- Placer l`objet devant le miroir à une distance quelconque. 2- Observer l `image formée. 3- Recommencer l `expérience en variant les distances entre le miroir et l `objet. 4- Observer et écrire les résultats. Résultats: Étapes ?

Protocole: Résultats: 1- Placer l`objet devant le miroir à une distance quelconque. 2- Observer l `image formée. 3- Recommencer l `expérience en variant les distances entre le miroir et l `objet. 4- Observer et écrire les résultats. Résultats: Étapes Cliquer!

? Protocole: Résultats: 1- Placer l`objet devant le miroir à une distance quelconque. 2- Observer l `image formée. 3- Recommencer l `expérience en variant les distances entre le miroir et l `objet. 4- Observer et écrire les résultats. Résultats: Étapes ?

Protocole: Résultats: 1- Placer l`objet devant le miroir à une distance quelconque. 2- Observer l `image formée. 3- Recommencer l `expérience en variant les distances entre le miroir et l `objet. 4- Observer et écrire les résultats. Résultats: Étapes Cliquer!

On obtient la même distance. Conclusion Que concluez-vous à propos de la distance d ’une image formée par un miroir plan? On obtient la même distance. Miroir plan Les lois?

Les lois de la réflexion 1) Le rayon incident, le rayon réfléchi et la normale sont dans un même plan de l ’espace. L ’angle d ’incidence est égal à l ’angle de réflexion. 2) Miroir plan Les rayons

Rayons lumineux dans un miroir plan

Normale: Droite passant par le point d ’incidence. Rayon incident Normale i R Angle d ’incidence Angle de réflexion Point d ’incidence Rayon réfléchi Normale: Droite passant par le point d ’incidence. Point d ’incidence: Point de départ du rayon réfléchi. Rayon incident: Rayon qui part de la source lumineuse jusqu ’au point d ’incidence. Rayon réfléchi: Rayon qui part du point d ’incidence et qui réfléchi l ’objet. Angle d ’incidence et angle de réflexion: Angles formés par le rayon et la normale. Ex.

Exemple de formation de l'image observateur miroir Image virtuelle objet Pour chacun des points d `un objet, la distance objet-miroir est égale à la distance miroir-image. L`image est virtuelle, c`est-à-dire qu`elle est formée par le prolongement des rayons réfléchis. Champ de vision

C ’est votre champ de vision. Si vous vous placez devant un miroir plan, vous pouvez observer par réflexion une portion bien définie de l ’espace immédiat. C ’est votre champ de vision. Le champ de vision est déterminé à l'aide des positions précises du miroir et de l'observateur. Par exemple, si l'observateur est situé à 1 mètre du miroir, son champ de vision sera moindre que s'il était situé à 30 cm. Cela dépend également du type de miroir. Ainsi, un miroir divergent (convexe) nous donne un champ de vision beaucoup plus élargi qu'un miroir convergent (concave).

Méthode pour tracer le champ de vision 1- Tracer les rayons de l ’œil jusqu ’aux extrémités du miroir. 2- Tracer la normale aux extrémités. observateur 3- Tracer les rayons incidents. 4- Délimiter le champ de vision entre les 2 rayons incidents. Miroir plan Miroir concave

Images formées par un miroir concave Description des caractères Laboratoire Images formées par un miroir concave Formules et calculs

Description des caractères do lf:Distance focale Objet di:Distance image-miroir ho li do:Distance objet-miroir C lo F hi:Hauteur de l ’image hi Image lf ho:Hauteur de l ’objet li:Distance image-foyer di lo:Distance objet-foyer Labo

Laboratoire But: Matériel: Vérifier les hypothèses concernant la formation d ’images par un miroir concave. Tenter d ’identifier les divers types d ’images formés. - Source lumineuse -Miroir concave - Règle -Pâte à modeler -Écran Matériel:

Protocole: 1- Trouver la distance focale: a) Mettre la lumière loin du miroir. b) Trouver l ’image de la lumière sur l ’écran. c) Focaliser cette image sur l ’écran. d) Mesurer la distance entre le miroir concave et l ’écran. 2- Trouver si les images sont virtuelles, réelles, droites ou inversées: a) Installer la lumière à 0. b) Mettre le miroir à 2 cm de la lumière. c) Vérifier si l ’image est virtuelle, réelle, droite ou inversée. Faire cela en augmentant la distance du miroir de 5 cm chaque fois.

Distance focale: 10 cm Résultats: cliquer

Conclusion Lorsque la distance de la source lumineuse et du miroir est inférieure à la distance focale, l ’image est virtuelle, droite et plus grande que l ’objet. Lorsque la distance de la source lumineuse et du miroir est supérieure à la distance focale, l ’image est réelle, inversée et plus petite que l ’objet. Miroir concave Voir exemples

Images formées par un miroir concave

L’objet est au foyer principal 1 cas : er L’objet est au foyer principal Objet C F Il n ’y a pas d ’image.

L ’image est réelle, renversée et de même grandeur que l ’objet. 2 cas: L ’objet est à 2 lf (au centre de courbure) e Objet F C Image L ’image est réelle, renversée et de même grandeur que l ’objet.

L ’image est réelle, renversée et plus grande que l ’objet. 3 cas: L ’objet est entre le foyer et le centre de courbure e Objet C F Image L ’image est réelle, renversée et plus grande que l ’objet.

L ’image est réelle, renversée et plus petite que l ’objet. 4 cas: L ’objet est situé après le centre de courbure. Objet C F Image L ’image est réelle, renversée et plus petite que l ’objet.

L ’image est virtuelle, droite et plus grande que l ’objet. 5 cas: L ’objet est placé entre le miroir et le foyer principal e F C Image Objet L ’image est virtuelle, droite et plus grande que l ’objet. Miroir concave Formules

Formules 1- hi lf li ho lo lf 2- li x lo lf 3- 1 1 1 di lf do Les trois principales équations des miroirs concaves : 1- hi lf li ho lo lf 2 2- li x lo lf 3- 1 1 1 di lf do Miroir concave Miroir convexe

Image formée par un miroir convexe Formules Exercices Miroir plan Miroir concave

L ’image est virtuelle, droite et plus petite que l ’objet. Images formées par un miroir convexe Objet Image F L ’image est virtuelle, droite et plus petite que l ’objet. Miroir convexe Formules

Formules 1- hi lf li ho lo lf 2- li x lo lf 3- 1 1 1 di lf do Pour obtenir les résultats, on utilise les mêmes formules que celles du miroir concave. 1- hi lf li ho lo lf 2 2- li x lo lf 3- 1 1 1 Miroir convexe di lf do Exercices

Exercices Vous placez une bougie de 5 cm de hauteur à 10 cm d ’un miroir convexe dont le rayon de courbure est de 8 cm. Déterminez les caractéristiques de l ’image obtenue. Caractéristiques Solution algébrique Solution graphique

c Solution graphique Solution algébrique F F Caractéristiques Objet 5 cm 8 cm Image c F F 10 cm Caractéristiques Solution algébrique

Solution algébrique Hi = ? cm 1/3cm Ho = 5 cm Do = 10 cm C = 8 cm Caractéristiques Hi = ? cm 1/3cm Ho = 5 cm Do = 10 cm C = 8 cm Lf = ? cm -4cm Di = ? cm -2/3cm Solution graphique Lo = ? cm 6cm Lf = C /2 8/2 = 4 cm Lo = do-lf 10 cm-4 cm=6 cm hi lf hi 4 4 x 5 1 cm ho lo 5 6 6 3 di lf di 4 4 x 10 2 cm 3 do lo 10 6 6

Caractéristiques Solution graphique 1- L ’image est plus petite que l ’objet, droite, virtuelle et derrière le miroir. 2- Le grandissement est compris entre 0 et 1. 3- Le foyer est virtuel. Références

Références: Burnie, David. La lumière, Paris, Gallimard, 1992, 63 pp. Bouchard, Régent. Physique : phénomènes lumineux , Montréal, Lidec inc., 1994, Pages 50 à 65  Geocities. (Page consultée le 22 janvier 2000). Champ de vision, [En ligne]. Adresse URL : http://www.geocities.com/Cape Canaveral/7671/vision.html