Rubrique concernée : Images données par un miroir plan
Titre de l'activité : Les deux bougies
Après l'étude des conditions de visibilité d'un objet, cette activité précise la localisation de l'image d'un objet donnée par un miroir plan.
Présentation :
Expérience
Description : La source objet est une bougie allumée devant une vitre. On place une bougie identique mais éteinte, symétriquement par rapport à la vitre.
Questions :
1- Qu'observe-t-on de singulier en se plaçant face à la
vitre ?
La bougie située derrière la vitre parait allumée comme celle qui se trouve devant la vitre.
2- Cette observation est-elle identique quelque soit la position de l'oeil de l'observateur ?
La bougie située derrière la vitre ne parait allumée que si l'observateur ne peut voir "directement" cette bougie.
Et, si l'on place un écran opaque entre la vitre et la bougie éteinte, l'observateur face à la vitre voit cette bougie encore "allumée".
Simulation 1
Description : Le fichier Bougie01.ray contient deux rayons issus d'un point-objet (un point de la bougie). Ces rayons se réfléchissent sur une vitre et un tiret symbolise la position de l'œil de l'observateur. On peut déplacer un écran pour intercepter des rayons et une normale à la vitre est représentée.
Aides Raytrace disponibles :
Prolonger un rayon
Sélectionner ( élément ou
source )
Déplacer un élément
Questions :
1- Les rayons après la réflexion
sur la vitre, proviennet d'un point appelé point-image. Où se
situe ce point ?
Ce point-image semble symétrique du point-objet par rapport à la vitre.
La construction correspond à la loi de Descartes pour la réflexion : les rayons incident et réfléchi sont dans le même plan d'incidence et symétriques par rapport à la normale à la surface de séparation.
2- Le point-image est-il fixe quand on déplace l'œil ?
Cette image est fixe quand on déplace l'œil.
3- Où faut-il placer l'écran pour que l'œil ne voit plus le point-image ?
Il faut placer l'écran sur le trajet réel de la lumière pour que l'œil ne voit plus l'image (et non à gauche de la vitre comme sur le schéma ci-dessous).
4- Les rayons pénétrant dans l'œil passent-ils réellement par ce point-image ?
Les rayons pénétrant dans l'œil ne passent pas réellement par l'image : leurs prolongements passent par l'image
Simulation 2
Description : Le fichier Bougie02.ray contient la représentation d'une bougie. Cinq rayons sont issus d'un point-objet qui se déplace sur le contour de la bougie. Ces rayons se réfléchissent sur une vitre et un tiret symbolise la position de l'œil de l'observateur. Les prolongements des 5 rayons réfléchis sont aussi tracés pour définir le point-mage correspondant.
Aides Raytrace disponibles :
Questions :
1- L'image est-elle identique à l'objet
?
L'image de la bougie dans un miroir ou une vitre est symétrique de l'objet par rapport au plan du miroir ou de la vitre.
2- Toute l'image dessinée par cette simulation est-elle vue par l'oeil de l'observateur ?
Cette image de la bougie est dessinée "en coupe" et l'observateur ne peut voir que le contour de la forme de la bougie qui lui fait face. (comme pour la bougie-objet d'ailleurs).
Conclusion
L'image d'un objet dans un miroir est une image symétrique de l'objet par rapport au plan du miroir ;
noter l'inversion droite-gauche, ainsi que le fait que cette construction est compatible avec la loi de Descartes sur la réflexion.
virtuelle
Connaissances de référence disponibles :
Image
virtuelle
Images disponibles :
bougie11.gif
bougie12.gif
bougie13.gif
bougie14.gif
bougie15.gif
bougie12_el.gif
bougie13_el.gif
