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title: "Sources de lumière et propagation"
book: "Physique du primaire et du collège"
subject: physics
language: fr
chapter: 49
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/49-sources-de-lumiere-et-propagation
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# Chapitre 49 — Sources de lumière et propagation

Pourquoi peux-tu lire cette page ? Une lampe brille — mais la page n’est pas une lampe, et pourtant ton œil reçoit de la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) de chaque ligne imprimée. Entre les objets qui fabriquent de la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) et ceux qui se contentent de la transmettre se trouve une distinction dont l’optique ne peut pas se passer ; et avec elle vient la réponse complète à la plus vieille question de ce livre : que faut-il pour voir quelque chose ?

## 49.1 Fabricants et transmetteurs

**Définition 49.1 (Sources primaires).**

Une *source primaire* fabrique sa propre [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) : le Soleil et les [étoiles](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/26-le-systeme-solaire#def-g4-solar-system-star), les flammes, les filaments incandescents, l’acier chauffé à blanc de la forge, les lucioles, les éclairs. Sa [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) existe que quoi que ce soit d’autre brille ou non — éteins le monde, une source primaire brille encore.

**Définition 49.2 (Objets diffusants).**

Tout autre objet visible est un *objet diffusant* : il reçoit de la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) et en renvoie — il en *diffuse* — une partie dans toutes les directions. La page, la pomme, la [Lune](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/11-la-lune-dans-le-ciel#def-g2-moon-in-the-sky-moon), ton propre visage : aucun ne fabrique la moindre lueur ; chacun disperse généreusement de tous côtés la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) qu’il reçoit. Un objet diffusant, dans le noir, est tout simplement invisible.

![La division du travail : la lampe fabrique la lumière ; la pomme, qui la reçoit, en disperse une part dans toutes les directions — et voilà pourquoi tout le monde, autour de la table, voit la même pomme.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g7-light-sources-propagation/fig-7766e112c6d9.svg)

*La division du travail : la lampe fabrique la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) ; la pomme, qui la reçoit, en disperse une part dans toutes les directions — et voilà pourquoi tout le monde, autour de la table, voit la même pomme.*

**Exemple 49.3 (Diffuser n’est pas réfléchir).**

Les [miroirs](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#def-g5-mirrors-reflection-reflection) comme les pages renvoient la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) reçue — mais avec des manières opposées. Le [miroir](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#def-g5-mirrors-reflection-reflection) la fait rebondir dans *une* direction disciplinée (angles égaux — ta vieille règle du rebond) en préservant l’[image](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#prop-g5-mirrors-reflection-image) ; la rugosité microscopique de la page projette la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) *partout*, ce qui détruit l’[image](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#prop-g5-mirrors-reflection-image) mais l’offre à tous les yeux à la fois. Voilà pourquoi un [miroir](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#def-g5-mirrors-reflection-reflection) montre la lampe, alors que la page ne montre qu’elle-même, d’où que tu la regardes.

**Exemple 49.4 (Le dossier de la Lune, clos).**

Le verdict de l’enfance a maintenant ses mots officiels : la [Lune](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/11-la-lune-dans-le-ciel#def-g2-moon-in-the-sky-moon) n’est pas une [source primaire](#def-g7-light-sources-propagation-primary) ; c’est un [objet diffusant](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) de taille planétaire — de la roche grise qui disperse la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du Soleil dans toutes les directions, la nôtre comprise. Le clair de lune est donc du soleil de seconde main, et la « face sombre » est simplement la moitié dont le dossier ne contient, à cet instant, aucune [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) à transmettre.

## 49.2 La vision, réglée

**Proposition 49.5 (Les deux conditions de la vision).**

Un œil voit un objet exactement quand

1. de la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) *quitte* l’objet — fabriquée, si l’objet est une [source primaire](#def-g7-light-sources-propagation-primary) ; diffusée, s’il est un transmetteur — et que
2. cette [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) voyage en ligne droite, sans obstacle, jusque dans l’œil.

Casse l’une ou l’autre condition — un [objet diffusant](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) non éclairé, ou un mur en travers de la ligne de vue — et l’objet n’est pas vu. Toutes les énigmes de visibilité de ce livre se ramènent à ces deux contrôles.

**Exemple 49.6 (Le faisceau rendu visible).**

Dans un [air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) propre, un [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray) de lampe de poche qui traverse la pièce ne se voit pas de côté — l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) ne transmet presque rien, et aucune [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray) ne se tourne vers ton œil. Secoue un chiffon poussiéreux : le [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray) surgit. Chaque grain de poussière est un minuscule diffuseur qui attrape la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray) et t’en disperse une part — des milliers de grains dessinant pour toi la ligne droite du [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray). Le brouillard, la brume et la fumée rendent le même service aux faisceaux des phares et aux projecteurs de cinéma.

## 49.3 Trois habits pour la lumière

**Définition 49.7 (Transparent, translucide, opaque).**

Les matériaux rencontrent la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) de trois manières :

1. *transparent* : la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) traverse presque sans être dérangée et garde son ordre — verre clair, eau immobile, [air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) ; les [images](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#prop-g5-mirrors-reflection-image) passent intactes ;
2. *translucide* : la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) traverse, mais brouillée — verre dépoli, papier calque, rideau léger ; la clarté passe, les [images](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#prop-g5-mirrors-reflection-image) non ;
3. *opaque* : la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) est arrêtée — absorbée ou diffusée en arrière — bois, pierre, métal, ta main ; derrière un objet opaque s’étend une [ombre](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-shadow) .

**Méthode 49.8 (Trier des matériaux à la lampe de poche).**

Une pièce sombre, une lampe de poche, une page imprimée, et l’échantillon entre les deux :

1. tenir l’échantillon au-dessus du texte, la lampe derrière lui ;
2. on lit le texte à travers ? — [transparent](#def-g7-light-sources-propagation-coats) ;
3. on voit une lueur mais aucune lettre ? — [translucide](#def-g7-light-sources-propagation-coats) ;
4. on voit du noir, et une [ombre](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-shadow) au-delà ? — [opaque](#def-g7-light-sources-propagation-coats) .

Fais l’essai honnêtement : bien des matériaux changent d’équipe avec l’épaisseur — une couche d’eau est transparente, la mer profonde est noire comme la nuit ; une feuille de papier est [translucide](#def-g7-light-sources-propagation-coats), le livre fermé est [opaque](#def-g7-light-sources-propagation-coats).

![Trois sorts pour un rayon : passer en bon ordre ; passer mais brouillé ; être arrêté, avec une ombre derrière.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g7-light-sources-propagation/fig-66d40a668817.svg)

*Trois sorts pour un rayon : passer en bon ordre ; passer mais brouillé ; être arrêté, avec une [ombre](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-shadow) derrière.*

**Exemple 49.9 (Les trois équipes de l’architecture).**

Les bâtisseurs déploient les trois à dessein. Le verre [transparent](#def-g7-light-sources-propagation-coats) des fenêtres : la vue et la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) ensemble. Les vitres [translucides](#def-g7-light-sources-propagation-coats) des salles de bain et les cloisons dépolies des bureaux : la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du jour entre, l’intimité est préservée — la clarté sans les [images](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#prop-g5-mirrors-reflection-image), telle est exactement leur fiche de poste. Les murs et volets [opaques](#def-g7-light-sources-propagation-coats) : l’obscurité à la demande. Les abat-jour sont de la translucidité au service du confort : l’éblouissement du filament incandescent y est brouillé en une lueur douce et sans source apparente.

**Remarque 49.10 (Rien à transmettre, rien à voir).**

Devinette : une astronaute entre les [étoiles](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/26-le-systeme-solaire#def-g4-solar-system-star) regarde *de côté* un vide traversé de rayons solaires. Que voit-elle ? Du noir — alors que la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du Soleil inonde ses yeux en passant. L’espace ne porte pas de poussière digne de ce nom : rien ne diffuse vers elle la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) qui passe, et une [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) qui n’entre pas dans l’œil ne peint rien. Le ciel du jour est bleu précisément parce que notre [air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air), lui, transmet vers nous la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du Soleil — toute une [planète](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/26-le-systeme-solaire#def-g4-solar-system-planet) de douce [diffusion](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) au-dessus de nos têtes. Pas d’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air), ciel noir, même à midi : les astronautes de la [Lune](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/11-la-lune-dans-le-ciel#def-g2-moon-in-the-sky-moon) se tenaient en plein soleil sous une coupole noire et sans [étoiles](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/26-le-systeme-solaire#def-g4-solar-system-star).

## 49.4 Exercices

**Exercice 49.1 ★.**

Trie : la flamme d’une bougie ; la [Lune](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/11-la-lune-dans-le-ciel#def-g2-moon-in-the-sky-moon) ; une luciole ; cette page ; un feu rouge ; la [planète](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/26-le-systeme-solaire#def-g4-solar-system-planet) Vénus au crépuscule.

**Solution de Exercice 49.1.**

[Sources primaires](#def-g7-light-sources-propagation-primary) : la flamme de la bougie, la luciole, le feu rouge. [Objets diffusants](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) : la [Lune](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/11-la-lune-dans-le-ciel#def-g2-moon-in-the-sky-moon), cette page, Vénus — la [planète](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/26-le-systeme-solaire#def-g4-solar-system-planet) brille par [diffusion](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) de la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du Soleil, aussi étoilée qu’elle paraisse.

**Exercice 49.2 ★.**

Que fait un [objet diffusant](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) de la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) qu’il reçoit — et que devient-il dans une pièce plongée dans le noir ?

**Solution de Exercice 49.2.**

Il renvoie une partie de la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) reçue dans toutes les directions. Dans une pièce noire, il ne reçoit rien, ne transmet rien — et il est invisible.

**Exercice 49.3 ★.**

Énonce les deux conditions de la vision, et sers-t’en : pourquoi ne peut-on pas voir la surface *elle-même* d’un [miroir](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#def-g5-mirrors-reflection-reflection) parfaitement propre, mais seulement les objets qu’il réfléchit ? (Attention — belle question ; réponds simplement : que refuse de faire son poli avec la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) ?)

**Solution de Exercice 49.3.**

Il faut que de la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) quitte l’objet vers l’œil. Un poli parfait refuse de *diffuser* : il renvoie la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) dans une seule direction disciplinée, si bien qu’aucune [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) ne dit « voici la surface » à tous les points de vue — l’œil ne reçoit que les [images](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#prop-g5-mirrors-reflection-image) redirigées d’autres objets.

**Exercice 49.4 ★.**

Pourquoi tout le monde, autour de la table, voit-il la même pomme, alors qu’une seule position de l’œil, chanceuse, attrape le reflet de la lampe dans une cuillère ?

**Solution de Exercice 49.4.**

La pomme diffuse dans toutes les directions à la fois — chaque œil en reçoit sa part. Le poli de la cuillère envoie la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) de la lampe dans une seule direction, et une seule position de l’œil se trouve sur cette unique route.

**Exercice 49.5 ★.**

Pourquoi un [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray) de lampe de poche est-il invisible de côté dans un [air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) propre, et visible dans la brume ? Nomme le phénomène.

**Solution de Exercice 49.5.**

Un [air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) propre ne transmet presque rien sur le côté : aucune [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray) n’entre donc dans un œil situé hors de son trajet. La brume remplit le [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray) de minuscules diffuseurs, dont chacun t’en disperse une part : c’est la [diffusion](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) qui dessine la ligne.

**Exercice 49.6 ★.**

Classe : le verre à vitre ; le papier calque ; une brique ; une faible épaisseur d’eau claire ; l’enveloppe d’une ampoule dépolie ; du papier d’aluminium.

**Solution de Exercice 49.6.**

[Transparents](#def-g7-light-sources-propagation-coats) : le verre à vitre, une faible épaisseur d’eau claire. [Translucides](#def-g7-light-sources-propagation-coats) : le papier calque, l’enveloppe dépolie. [Opaques](#def-g7-light-sources-propagation-coats) : la brique, le papier d’aluminium.

**Exercice 49.7 ★.**

Quel métier fait la translucidité dans une fenêtre de salle de bain et dans un abat-jour ? Qu’est-ce qui passe, qu’est-ce qui est arrêté ?

**Solution de Exercice 49.7.**

La clarté passe ; les [images](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#prop-g5-mirrors-reflection-image) sont arrêtées (brouillées). La fenêtre de salle de bain laisse entrer la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du jour et refuse les regards ; l’abat-jour convertit un filament ponctuel aveuglant en une large lueur douce.

**Exercice 49.8 ★.**

La [Lune](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/11-la-lune-dans-le-ciel#def-g2-moon-in-the-sky-moon) est éclairée par le Soleil — et pourtant les astronautes lunaires voyaient un ciel noir à midi. Explique avec [Remarque 49.10](#rem-g7-light-sources-propagation-space), et dis pourquoi le ciel de midi de la Terre est bleu vif à la place.

**Solution de Exercice 49.8.**

La [Lune](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/11-la-lune-dans-le-ciel#def-g2-moon-in-the-sky-moon) n’a pas d’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) : rien, au-dessus des astronautes, ne diffusait vers leurs yeux la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du Soleil qui passait, et le ciel n’offrait donc rien à voir — noir à midi. L’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) de la Terre transmet une part de la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du Soleil depuis toutes les directions du ciel : notre coupole d’un bleu vif est de la [diffusion](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) au-dessus de nos têtes.

**Exercice 49.9 ★★.**

Une seule feuille de papier luit chaudement devant une lampe de poche ; le livre fermé arrête entièrement la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source). Que fait l’épaisseur à l’appartenance d’un matériau à une équipe ? Donne un second exemple de matériau qui change d’équipe.

**Solution de Exercice 49.9.**

Chaque couche ajoutée brouille et dérobe un peu plus : les équipes dépendent de l’épaisseur. L’eau est le second exemple du chapitre — transparente à l’échelle du verre, [opaque](#def-g7-light-sources-propagation-coats) à l’échelle de l’océan. (Le papier fin est [translucide](#def-g7-light-sources-propagation-coats), le livre fermé [opaque](#def-g7-light-sources-propagation-coats).)

**Exercice 49.10 ★★.**

Astuce de cinéma : les faisceaux des projecteurs sont invisibles dans une salle propre, et pourtant les films les montrent tranchant dramatiquement l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air). Que l’équipe de tournage doit-elle ajouter à l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air), et quelle physique achète-t-elle ainsi ?

**Solution de Exercice 49.10.**

Quelque chose que le [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray) puisse frapper : de la brume de scène ou de la fumée — des foules de minuscules diffuseurs qui attrapent la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray) et en dispersent une part vers chaque siège. Ils achètent de la [diffusion](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion), la seule façon dont un œil placé de côté puisse jamais voir un [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray).

**Exercice 49.11 ★★.**

Tu vois le visage d’un camarade près d’un feu de camp. Retrace le voyage complet de la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) — source, [diffusion](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion), lignes droites — et compte combien de diffuseurs se trouvent dans la chaîne si tu vois *en outre* ce visage réfléchi dans le lac.

**Solution de Exercice 49.11.**

Le feu ([source primaire](#def-g7-light-sources-propagation-primary)) $\to$ ligne droite jusqu’au visage $\to$ le visage diffuse $\to$ ligne droite jusqu’à ton œil : un seul diffuseur dans la chaîne. Par le lac : la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) diffusée par le visage voyage tout droit jusqu’à l’eau immobile, y rebondit à la manière du [miroir](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#def-g5-mirrors-reflection-reflection) (sans être diffusée — le lac est poli), et poursuit tout droit jusqu’à ton œil : toujours un seul *diffuseur*, plus un rebond de [miroir](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#def-g5-mirrors-reflection-reflection) — le visage, puis le pli discipliné du lac.

**Exercice 49.12 ★★★.**

Le spectacle lumineux de la nature : par temps clair, le ciel loin du Soleil est bleu, le disque du Soleil d’un blanc aveuglant — et au coucher, le Soleil bas devient orange tandis que les nuages au-dessus se teintent de rose. En n’utilisant que « l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) diffuse un peu de la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) qui le traverse, et d’autant plus que le trajet est long », explique pourquoi le soleil bas est dépouillé d’une partie de sa [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) — et qui reçoit la part dérobée. (L’histoire complète des couleurs sera le chapitre sur les spectres de l’an prochain ; raisonne ici uniquement avec plus-de-trajet, plus-de-diffusion.)

**Solution de Exercice 49.12.**

La [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du Soleil qui traverse l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) perd une part par [diffusion](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) tout au long de son trajet — plus le trajet est long, plus le vol est grand. Au coucher, la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du Soleil rase l’[atmosphère](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/36-pression-atmospherique-et-meteo#def-g5-air-pressure-weather-pressure) sur son plus long chemin : le [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray) direct t’atteint donc dépouillé et affaibli — c’est le disque orange apprivoisé. La part dérobée n’a pas disparu : elle a été diffusée en chemin, livrée à d’autres ciels comme leur [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du jour — et une partie, diffusée tardivement, teinte les hauts nuages de rose. (Quelles couleurs sont dérobées les premières sera l’histoire de l’an prochain.)

## 49.5 Problème : éclairer le musée

**Problème 49.1.**

Problème du week-end — la nouvelle salle des sculptures ; la nuit de travail d’une conceptrice d’éclairage ; sources, diffuseurs et trois sortes de verre

La nouvelle salle du musée ouvre lundi : une statue de marbre, des tableaux aux murs, une vitrine d’exposition, et un conservateur nerveux. Tu assistes la conceptrice d’éclairage.

**Partie I — les principes, sur place.**

1. Le conservateur demande pourquoi la statue, « si éclatante de blancheur », a malgré tout besoin de lampes. Réponds avec les deux conditions de la vision.
2. Énumère les [sources primaires](#def-g7-light-sources-propagation-primary) et les [objets diffusants](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) de la salle une fois les lampes allumées : les lampes, la statue, les tableaux, les visiteurs, le verre de la vitrine.
3. Le marbre semble luire de partout, sans aucune tache éblouissante. Quelle manière de renvoyer la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) est à l’œuvre, et pourquoi toutes les positions de visiteur en reçoivent-elles ?
4. Une plaque de laiton poli, en revanche, renvoie un unique reflet éblouissant d’une lampe. Nomme l’autre manière, et énonce la règle qui gouverne l’endroit où part cet éclat.

**Partie II — apprivoiser l’éblouissement.**

5. Les ampoules nues éblouissent les visiteurs. La conceptrice enferme chacune dans un globe dépoli. À quelle équipe de matériaux appartient le globe, et que fait-il à la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du filament ?
6. Les tableaux doivent être éclairés, mais aucune lampe ne doit apparaître *réfléchie* dans leur vernis depuis l’endroit d’où on les regarde. À l’aide de la règle du [miroir](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#def-g5-mirrors-reflection-reflection) , où la conceptrice place-t-elle les lampes par rapport au tableau et au spectateur ?
7. Le verre clair de la vitrine est presque invisible — jusqu’à ce que la manche blanche d’un visiteur y apparaisse comme un fantôme. Pourquoi un verre clair transmet-il *et* réfléchit-il faiblement ? Qu’obtient la conceptrice avec sa niche aux parois noires derrière la vitrine ?
8. Des grains de poussière dérivent parfois dans les faisceaux des projecteurs, dessinant des fils lumineux dans l’ [air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) . Le conservateur : « Magnifique ! Gardez-le. » La conceptrice : « Cela signifie que l’ [air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) est sale. » Qui a raison sur la physique, et que sont ces fils ?

**Partie III — l’essai de nuit.**

9. [Lumières](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) éteintes, volets scellés : le gardien rapporte une salle « absolument noire — même pas la statue blanche ». Explique avec les deux conditions pourquoi la blancheur est impuissante dans le noir.
10. Un puits de [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) est proposé : du verre dépoli au plafond. Que livrera-t-il le jour, et que refusera-t-il de livrer (la vue des nuages, l’éblouissement direct du soleil) ?
11. Le conservateur craint que le soleil ne fasse pâlir les tableaux et demande « de la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) sans aucun soleil ». La conceptrice sourit : de jour, même la douce [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) des fenêtres orientées au nord *est* du soleil. Explique — qui l’a transmise ?
12. Rédige le rapport de la conceptrice : trois phrases — une sur la raison pour laquelle la [diffusion](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) est la meilleure amie du musée, une sur les endroits où il faut surveiller les reflets à la manière du [miroir](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#def-g5-mirrors-reflection-reflection) , et une sur l’équipe de verre choisie pour chaque service.

**Solution de Problème 49.1.**

**1.** Le marbre ne fabrique aucune [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) : voir exige qu’une [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) quitte l’objet et entre dans l’œil, et un [objet diffusant](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) non éclairé n’envoie rien. Le blanc est une promesse de *transmission*, sans valeur sans livraison. **2.** [Sources primaires](#def-g7-light-sources-propagation-primary) : les lampes, et elles seules. Diffuseurs : la statue, les tableaux, les visiteurs — et faiblement le verre de la vitrine (il transmet surtout). **3.** La [diffusion](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) : la surface du marbre disperse la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) reçue dans toutes les directions, si bien que chaque position de la salle est servie et qu’aucune n’est éblouie. **4.** Une [réflexion](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#def-g5-mirrors-reflection-reflection) à la manière du [miroir](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#def-g5-mirrors-reflection-reflection) : le laiton poli renvoie la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) de la lampe à angles égaux dans une seule direction — l’éclat n’atterrit que là où mène cette unique route. **5.** [Translucide](#def-g7-light-sources-propagation-coats) : le globe laisse passer la clarté et brouille l’[image](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#prop-g5-mirrors-reflection-image) — l’éblouissement ponctuel du filament devient une douce boule de [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source). **6.** D’après la règle du rebond, une lampe apparaît dans le vernis quand la lampe et le spectateur se trouvent à angles égaux de part et d’autre de la surface du tableau. La conceptrice place donc les lampes haut et bien inclinées, pour que leur route rebondie plonge vers le sol devant le tableau — et jamais dans les yeux de l’endroit d’où l’on regarde. **7.** Le verre transmet surtout, mais il renvoie toujours une faible part à la manière du [miroir](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#def-g5-mirrors-reflection-reflection) — les vitres claires sont de faibles [miroirs](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#def-g5-mirrors-reflection-reflection), visibles sur fond sombre. La niche noire donne à la vue transmise un fond obscur, si bien que les faibles reflets ne peuvent pas rivaliser — les manches fantômes s’effacent. **8.** Les deux : physiquement, les fils sont de la [diffusion](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) par des grains de poussière — de la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray) dispersée vers les yeux des visiteurs ; et un [air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) poussiéreux est bien ce qui les rend possibles. La physique est du côté de la conceptrice ; la poésie du côté du conservateur. **9.** Pas de source, pas de [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) qui parte, rien à recevoir : la blancheur est un fort taux de transmission appliqué à rien. La première condition échoue pour tous les objets à la fois. **10.** Une [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du jour douce, régulière et sans [ombres](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-shadow) sur toute la salle — de la clarté sans [images](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#prop-g5-mirrors-reflection-image) : pas de vue sur les nuages, et aucun éblouissement solaire direct sur le marbre. **11.** Le ciel lui-même : de l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) qui diffuse la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du Soleil. La [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) du nord est du soleil transmis par tout un hémisphère d’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) — douce, sans source apparente, et pourtant solaire ; seul le [faisceau](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/42-la-propagation-rectiligne-de-la-lumiere#def-g6-light-propagation-ray) direct a été refusé. **12.** Par exemple : « La [diffusion](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) est notre meilleure amie : elle remet chaque œuvre à chaque visiteur sans le moindre éblouissement. Les surfaces à la manière du [miroir](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/32-miroirs-et-reflexion#def-g5-mirrors-reflection-reflection) — vernis, laiton, verre de vitrine — doivent être surveillées, car elles livrent les lampes aux yeux le long de routes exactes et prévisibles. Et chaque verre sert selon son équipe : [transparent](#def-g7-light-sources-propagation-coats) pour voir à travers, [translucide](#def-g7-light-sources-propagation-coats) pour l’éblouissement et le puits de [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source), [opaque](#def-g7-light-sources-propagation-coats) pour l’obscurité. »