# La lumière et la vision en 4ème : cours et exercices corrigés

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On voit un objet parce que de la lumière venant de cet objet arrive dans l’œil. Une source primaire (Soleil, lampe allumée) émet sa propre lumière. Un objet diffusant (livre, mur) renvoie la lumière qu’il reçoit : c’est une source secondaire.

Méthode :
1. Identifier si l’objet émet ou renvoie la lumière.
2. Tracer le trajet de la lumière de la source jusqu’à l’œil.
3. Conclure : si la lumière arrive à l’œil, on voit l’objet.

Exemple résolu : On voit la Lune la nuit. Est-elle une source primaire ou secondaire ?
- La Lune n’émet pas sa propre lumière : elle renvoie celle du Soleil.
Réponse : C’est une source secondaire.

À retenir :
- On voit un objet si de la lumière venant de lui arrive dans l’œil.
- Source primaire : elle émet sa lumière. Source secondaire : elle la renvoie.

Exercices corrigés :

1. (facile) Pour que l’on voie un objet, il faut que :
   Réponse : de la lumière venant de l’objet entre dans l’œil
   Explication : On voit un objet quand de la lumière venant de cet objet entre dans l’œil.
2. (facile) Un prisme décompose la lumière blanche du Soleil en un arc-en-ciel de couleurs. La lumière blanche est donc :
   Réponse : un mélange de lumières colorées
   Explication : La lumière blanche contient toutes les couleurs : c’est un mélange de lumières colorées.
3. (facile) Dans l’œil, l’image se forme sur :
   Réponse : la rétine
   Explication : La rétine contient les cellules sensibles à la lumière.
4. (facile) La lumière blanche est :
   Réponse : un mélange de lumières colorées
   Explication : Un prisme la décompose en couleurs.
5. (moyen) La lumière se propage à 300 000 km/s. Combien de temps met-elle pour parcourir 600000 km, en s ?
   Réponse : 2 s
   Explication : t = d ÷ v = 600000 ÷ 300 000 = 2 s.
6. (moyen) On éclaire un filtre rouge avec de la lumière blanche. Quelle lumière traverse le filtre ?
   Réponse : de la lumière rouge
   Explication : Un filtre coloré ne laisse passer que la lumière de sa couleur : ici, de la lumière rouge.
7. (moyen) Une lumière rouge et une lumière verte superposées sur un écran blanc donnent :
   Réponse : du jaune
   Explication : Rouge + vert = jaune (synthèse additive).
8. (moyen) La lumière va à 300 000 km/s. Quelle distance parcourt-elle en 7 s, en km ?
   Réponse : 2100000 km
   Explication : 300 000 × 7 = 2100000 km.
9. (moyen) L’information visuelle est transmise de l’œil au cerveau par :
   Réponse : le nerf optique
   Explication : La rétine convertit la lumière en signaux nerveux.
10. (moyen) Combien de temps met la lumière (300 000 km/s) pour parcourir 2700000 km, en s ?
   Réponse : 9 s
   Explication : 2700000 ÷ 300 000 = 9 s.
11. (moyen) Une lumière rouge et une lumière bleue superposées donnent :
   Réponse : du magenta
   Explication : Rouge + bleu = magenta.
12. (moyen) Le cristallin de l’œil se comporte comme :
   Réponse : une lentille convergente
   Explication : Il fait converger la lumière sur la rétine.
13. (moyen) L’œil humain peut-il voir la lumière infrarouge ?
   Réponse : non
   Explication : L’infrarouge est invisible pour l’œil humain.
14. (moyen) Une lumière verte et une lumière bleue superposées donnent :
   Réponse : du cyan
   Explication : Vert + bleu = cyan.
15. (moyen) La pupille :
   Réponse : règle la quantité de lumière qui entre dans l’œil
   Explication : Elle se rétrécit en pleine lumière et s’agrandit dans l’obscurité.
16. (moyen) La lumière met 0,12 s pour aller d’un satellite à la Terre. Le satellite est-il à combien de km, la lumière allant à 300 000 km/s ?
   Réponse : 36000 km
   Explication : d = 300 000 × 0,12 = 36000 km.
17. (moyen) Les lumières rouge, verte et bleue superposées donnent :
   Réponse : du blanc
   Explication : Les trois primaires réunies redonnent du blanc.
18. (moyen) Pour qu’un objet soit vu, il faut qu’il :
   Réponse : envoie de la lumière vers l’œil
   Explication : L’œil est un récepteur de lumière.
19. (moyen) Dans l’obscurité, la pupille :
   Réponse : s’agrandit
   Explication : Elle laisse entrer plus de lumière.
20. (moyen) La lumière blanche traversant un prisme donne :
   Réponse : les couleurs de l’arc-en-ciel
   Explication : Le prisme décompose la lumière blanche en un spectre coloré.
21. (moyen) Un filtre vert éclairé en lumière blanche laisse passer :
   Réponse : la lumière verte
   Explication : Un filtre ne laisse passer que sa couleur.
22. (moyen) Une loupe permet de :
   Réponse : voir un objet plus grand
   Explication : C’est une lentille convergente qui grossit les petits objets.
23. (moyen) Un objet rouge éclairé uniquement en lumière verte paraît :
   Réponse : noir
   Explication : L’objet rouge ne diffuse que le rouge ; sans rouge, il paraît noir.
24. (moyen) Un objet blanc éclairé en lumière rouge paraît :
   Réponse : rouge
   Explication : Un objet blanc diffuse toutes les couleurs reçues : ici, le rouge.
25. (difficile) La distance entre la Terre et la Lune est d’environ 384 000 km. La lumière se propage à 300 000 km/s. Combien de temps met la lumière pour aller de la Lune à la Terre, en s ?
   Réponse : 1,28 s
   Explication : t = d ÷ v = 384 000 ÷ 300 000 = 1,28 s.
26. (difficile) Une lumière cyan et une lumière rouge superposées donnent :
   Réponse : du blanc
   Explication : Cyan (vert + bleu) + rouge = rouge + vert + bleu = blanc.
27. (difficile) La lumière va à 300 000 km/s. Combien de temps met-elle pour faire 3 fois le tour de la Terre (40 000 km le tour), en s ?
   Réponse : 0,4 s
   Explication : Distance : 3 × 40 000 = 120000 km ; t = 120000 ÷ 300 000 = 0,4 s.
28. (difficile) Une feuille d’arbre verte éclairée en lumière rouge paraît :
   Réponse : noire
   Explication : Elle ne diffuse que le vert ; sans vert, elle paraît noire.
29. (difficile) Une image d’écran est rafraîchie 24 fois par seconde. Combien d’images sont affichées en 1 min ?
   Réponse : 1440
   Explication : 1 min = 60 s ; 24 × 60 = 1440 images.
30. (difficile) Un objet jaune éclairé en lumière rouge paraît :
   Réponse : rouge
   Explication : Un objet jaune diffuse le rouge et le vert : ici, seul le rouge est reçu.
31. (difficile) Au cinéma, les images successives donnent l’impression d’un mouvement continu grâce à :
   Réponse : la persistance rétinienne
   Explication : L’œil garde une image environ 1/20 de seconde : les images se fondent.
32. (difficile) Mars est à environ 90 millions de km de la Terre. Combien de secondes met la lumière (300 000 km/s) pour en venir ?
   Réponse : 300 s
   Explication : 90 000 000 ÷ 300 000 = 300 s.
33. (difficile) Un filtre magenta éclairé en lumière blanche laisse passer :
   Réponse : le rouge et le bleu
   Explication : Magenta = rouge + bleu : il absorbe le vert.
34. (difficile) Il est dangereux de regarder le Soleil, même avec des lunettes de soleil ordinaires, car :
   Réponse : la lumière concentrée peut brûler la rétine
   Explication : Le cristallin concentre la lumière du Soleil sur la rétine.
35. (difficile) Un filtre jaune éclairé en lumière blanche laisse passer :
   Réponse : le rouge et le vert
   Explication : Jaune = rouge + vert : il absorbe le bleu.
36. (difficile) Un tee-shirt blanc éclairé en lumière verte paraît :
   Réponse : vert
   Explication : Un objet blanc diffuse toutes les couleurs qu’il reçoit.
37. (difficile) Un projecteur rouge et un projecteur vert éclairent la même zone d’une scène. La zone paraît :
   Réponse : jaune
   Explication : Rouge + vert = jaune en synthèse additive.
38. (difficile) Une banane jaune éclairée en lumière bleue paraît :
   Réponse : noire
   Explication : Un objet jaune absorbe le bleu : il ne renvoie rien.
39. (difficile) Une tomate paraît rouge en lumière blanche car elle :
   Réponse : diffuse surtout la lumière rouge
   Explication : La tomate diffuse le rouge et absorbe les autres couleurs.
40. (difficile) Un objet noir éclairé en lumière blanche :
   Réponse : absorbe presque toute la lumière
   Explication : Un objet noir absorbe toutes les couleurs.
41. (difficile) Un filtre rouge placé devant une lumière verte :
   Réponse : ne laisse presque rien passer
   Explication : Le filtre rouge absorbe le vert.
42. (difficile) Les trois couleurs primaires de la synthèse additive (écrans) sont :
   Réponse : rouge, vert, bleu
   Explication : Ce sont les primaires des écrans.
43. (difficile) Un pixel d’écran qui allume seulement ses sous-pixels rouge et vert apparaît :
   Réponse : jaune
   Explication : Rouge + vert = jaune.

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Source : Physique C OK, https://www.physique-c-ok.fr/exercices-physique-chimie-4e/signaux/lumiere-et-vision/