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Suivre le trajet de la lumière

et le modéliser

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Brest, 29 octobre 2024

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Repérer le trajet de la lumière par visée : �cas de la propagation dans l’air�

O1

t1

  1. Faire l’activité expérimentale
  2. Faire une hypothèse sur la manière dont la lumière se déplace
  3. Choisir un trou t2, prévoir l’endroit ou lum (O1t2) va sortir, et vérifier la prévision.

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Rappel didactique (doc acc): L’œil, le grand absent

Kaminski et Isambert (2004, p. 1070) ont étudié des manuels scolaires et montré que « beaucoup de schémas font abstraction de la présence et du rôle d’un observateur. Des yeux ne sont représentés quasi-systématiquement que dans deux manuels (parmi six étudiés). Dans trois autres livres, un seul schéma comporte un œil, et dans un manuel, aucun œil n’est représenté ».

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La réfraction

  1. Faire l’activité expérimentale
  2. Calculer l’indice de réfraction
  3. Choisir un point objet O2 entre O1 et la normale de t, prévoir l’endroit ou lum (O2t) va sortir, et vérifier la prévision.

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Rappel didactique (doc acc): L’illusion de la visibilité du trajet de la lumière

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La réflexion sur un miroir

  1. Faire l’activité expérimentale jusqu’à la consigne 4
  2. Choisir un trou t2, prévoir l’endroit ou lum (O1t2) va sortir, et vérifier la prévision.

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Identifier expérimentalement la position de l’image

  • Enrichissement du modèle :

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  • L’œil voit un point image virtuel quand la lumière arrive de manière divergente dans l’œil comme si elle venait de ce point.

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Rappel didactique: Importance de souligner que la lumière et l’image n’ont pas les mêmes propriétés

LUMIERE

IMAGE

Invisible

Visible

Se déplace dans l’espace

Statique dans l’espace

Ne traverse pas le miroir

Se situe de l’autre coté du miroir par rapport à l’objet

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Lentilles : foyer image

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Lentilles : foyer image

  1. Faire l’activité expérimentale
  2. Faire une hypothèse sur la manière dont la lumière arrivant // à l’axe optique est déviée.
  3. Selon cette hypothèse tracer r22 arrivant // à l’axe optique, prévoir l’endroit ou lum (O1t2) va sortir, et vérifier la prévision.

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Rappel didactique (doc acc): modèle, modélisation

Des outils d’enseignement qui écrasent les différences entre les deux mondes.

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Rappel didactique (doc acc): le modèle n’est pas la réalité, il la représente. Cette représentation s’inscrit dans un cadre théorique, l’optique géométrique

Objets événements : Etude du comportement de la lumière dans le plan de l’insterstice. Le trajet de la lumière n’est pas visible

Théories modèles : Représentation du trajet de la lumière sur le plan de la feuille par un rayon qui représente le trajet de la lumière.

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Les autres outils pour suivre le trajet de la lumière sans le voir (Kaminski, 1993 ; Guillaud J.-C. cours) mais qui bloquent son trajet

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Dans le cadre de l’optique géométrique l’outil TRAYCER permet

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d’aborder toutes les notions la propagation, la réfraction, les lentilles, la réflexion

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de faire des manipulations en plein jour, pas besoin de salle obscure, ni de prises électriques

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de garder une trace écrite de l’activité de manipulation

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de prendre en charge la question de la modélisation de la lumière, des lentilles, du miroir…

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