Apparences de la perception visuelle

I- Des illusions géométriques liées à la propagation de la lumière 1- Réflexion

Une réflexion se produit lorsque la lumière rencontre une surface opaque et polie. Ex : le miroir est constitué d'une couche de métal déposée sur une paroi de verre. Le verre servant à protéger le métal de l'oxydation par l'air Après avoir traversé le verre la lumière est réfléchie par la surface métallique.

Dans les photos qui suivent trouver la surface réfléchissante.

Un peu de théorie… r = i

Activité 1 : apparition d'une pièce de monnaie invisible 2- Réfraction Activité 1 : apparition d'une pièce de monnaie invisible Vidéo

Que se passe-t-il lorsqu'un faisceau lumineux Définitions Qu'est-ce qu'un dioptre ? Un dioptre est une surface qui sépare deux milieux transparents. Ex : surface séparant l'air et l'eau. surface séparant l'air et le verre. Que se passe-t-il lorsqu'un faisceau lumineux arrive sur un dioptre ? Une partie de la lumière subit une réflexion ; l'autre partie subit une réfraction. Qu'est-ce que la réfraction ? C'est le changement de direction d'un rayon lumineux à la traversée d'un dioptre.

Activité 2 : i' est plus grand que i car l'indice du milieu B est Qu'est-ce qu'un indice de réfraction ? i' est plus grand que i car l'indice du milieu B est plus petit que l'indice du milieu A. (loi de Descartes) C'est une caractéristique du milieu transparent. milieu Air Eau Verre indice n 1 1.33 1.5

3 - Propagation dans un milieu non homogène Qu'est ce qu'un milieu non homogène ? Exemple : Dans les régions polaires, la températures est très faible au niveau du sol, mais elle augmente avec l'altitude. Dans ces conditions l'air n'est plus un milieu homogène car la température n’est plus la même partout. En général : Un milieu non homogène n’a pas les mêmes propriétés dans toutes les directions de l’espace. (propriétés de température, de concentration…)

La lumière se propage en ligne courbe, d’où le phénomène des mirages Quelle conséquence sur la propagation de la lumière ? La lumière se propage en ligne courbe, d’où le phénomène des mirages

Principe du mirage inférieur

Interprétation : L’indice de réfraction de l’air dépend de la température. Le passage de la lumière entre deux couches d’air, de températures différentes, revient à un passage entre deux milieux transparents différents. D’où un phénomène de réfraction. Dans l’exemple du mirage il se produit des réfractions successives, jusqu’à la réflexion totale des rayons.

Mirage supérieur Finlande

Finlande

Finlande

1900, Salers (Cantal, Auvergne)

Mirage inférieur

II - Des illusions temporelles liées aux caractéristiques de la rétine 1- La persistance des impressions rétiniennes Expérience : On utilise un stroboscope. Qu’est-ce qu’un stroboscope ? C’est un appareil émettant des éclairs à intervalles de temps réguliers. Te : période des éclairs du stroboscope. Te < 0,1 s  l’œil ne perçoit plus d’éclairs mais une lumière continue

Qu ’est-ce que la persistance rétiniennes ? L ’œil est excité par une impulsion lumineuse, lorsque la stimulation s’arrête, l ’impression lumineuse persiste encore pendant environ 0.1 s. Quelles en sont les applications ? Le disque de Newton, le cinéma, la télévision.

2 – Illusions temporelles et mouvements T : période de rotation du disque. Te : période des éclairs du stroboscope. a)- Immobilité apparente du disque  T = Te

b)- Mouvement apparent ralenti du disque : le disque semble avancer doucement  T < Te le disque semble reculer doucement  T > Te