Pour qu'un objet soit visible, il faut que plusieurs conditions soient réunies. De plus, sa position par rapport à la source de lumière définit plusieurs types d'ombres.
La visibilité des objets
Les corps opaques et transparents
Corps opaque
Un corps opaque est un corps qui ne laisse pas passer la lumière.
Le carton est un matériau opaque, car la lumière ne peut pas passer à travers.
Corps opaque
Corps transparent
Un corps transparent est un corps qui laisse passer la lumière.
Le verre est un matériau transparent, car il laisse passer la lumière.
Corps transparent
Les conditions de visibilité des objets
Pour qu'un objet soit visible, trois conditions doivent être réunies :
- L'objet doit être éclairé par une source de lumière.
- L'objet doit diffuser une partie de la lumière reçue.
- Une partie de la lumière diffusée par l'objet doit arriver jusqu'à nos yeux.
On ne peut pas voir un objet si on porte un bandeau noir sur les yeux, car la lumière ne peut pas arriver jusqu'à nos yeux.
Pour l'observateur, la pomme est visible car :
- Elle est éclairée par une lampe.
- Elle diffuse la lumière.
- Une partie de la lumière qu'elle diffuse est captée par son œil.
Conditions de visibilité
La formation des ombres
La zone éclairée et la zone d'ombre
Source ponctuelle
Une source est :
- Ponctuelle si elle est assez petite ou éloignée pour considérer que la lumière qui nous parvient ne part que d'un point précis.
- Étendue si la lumière qui nous en parvient provient de plusieurs points de sa surface.
Une lampe de poche éclairant un objet éloigné est considérée comme une source ponctuelle. En revanche, le Soleil est considéré comme une source étendue car la lumière qui nous parvient provient de plusieurs points de sa surface.
Zone éclairée
La zone éclairée est la zone de l'objet éclairée par la source ponctuelle. Si un observateur se trouve dans la zone éclairée, alors il reçoit la lumière que la source émet et voit celle-ci.
Le côté d'un objet qui fait face à une source lumineuse est dans la zone éclairée.
Zone éclairée
Zone d'ombre
Une zone d'ombre est une zone depuis laquelle l'observateur ne voit pas la source de lumière.
En cachant la source lumineuse, un corps opaque crée une zone d'ombre derrière lui.
Zone d'ombre
L'ombre propre, l'ombre portée et le cône d'ombre
Sur un objet, on distingue deux parties, la zone éclairée située face à la source de lumière et l'ombre propre située du côté opposé à la source de lumière.
Ombre propre
L'ombre propre est la zone de l'objet qui ne reçoit pas de lumière.
L'ombre propre est la zone de l'objet qui n'est pas éclairée.
Ombre propre
Ombre portée
L'ombre portée est la partie d'un écran qui n'est pas éclairée, car un objet opaque empêche la lumière de l'atteindre.
L'ombre portée est la zone de l'écran qui n'est pas éclairée.
Ombre portée
Cône d'ombre
Le cône d'ombre est la zone de l'espace, derrière un objet opaque, qui n'est pas éclairée.
Cône d'ombre
Un observateur placé dans le cône d'ombre ne voit pas la source de lumière, car aucun rayon lumineux qu'elle émet ne peut atteindre son œil.