Exercices de Physique-Chimie : La lumière

Une source lumineuse ponctuelle éclaire un objet opaque placé devant un écran. La lumière se déplace dans l'air. Si l'on trace le trajet d'un rayon lumineux, quelle forme géométrique simple permet de représenter ce trajet, et que se passe-t-il lorsque la lumière rencontre un obstacle opaque ?

Léna réalise une expérience avec une source lumineuse ponctuelle, un écran percé d'un trou très fin et un écran de réception. La source est située à une distance $d_1 = 20 \text{ cm}$ du trou. L'écran de réception est situé à une distance $L = 50 \text{ cm}$ après le trou. La source a une dimension verticale $h_s = 2 \text{ cm}$. En utilisant le modèle de la propagation rectiligne de la lumière, calcule la taille $h_i$ de l'image projetée sur l'écran sachant que le rapport entre les tailles est donné par la relation $h_i = h_s \times \frac{L}{d_1}$.

Un élève réalise une expérience dans une salle obscure. Il place une source de lumière ponctuelle $S$ à une distance $d_1 = 30\text{ cm}$ d'un écran. Un objet opaque de forme circulaire, ayant un diamètre $D_{objet} = 4\text{ cm}$, est placé entre la source $S$ et l'écran, à une distance $d_2 = 10\text{ cm}$ de la source $S$. En utilisant le principe de la propagation rectiligne de la lumière, calcule le diamètre $D_{ombre}$ de l'ombre portée sur l'écran.