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lundi 25 septembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: Axe 5 - Conceptions

Ressource 3: Les conceptions classiques en optique

 

Conceptions sur la lumière issue d'un objet

  1. Une conception qu'on trouve essentiellement chez les enfants assez jeunes consiste à ne pas identifier clairement de source à la lumière qui nous entoure : nous vivons dans un " bain de lumière ", d'origine indistincte, dont la propagation s'apparente plus à celle d'un fluide qu'à la propagation rectiligne
  2. Un objet lumineux produit des rayons parallèles qui voyagent à travers l'espace.
  3. La direction horizontale est privilégiée. Cette idée peut être renforcée par la pratique constante dans le cadre de l'enseignement de disposer les schémas horizontalement dans la page ou sur le tableau. Cela peut conduire l'élève à oublier le rôle des autres rayons d'un faisceau issu d'un point d'un objet.
  4. On peut voir de la lumière de n'importe où, y compris sur le côté par rapport à sa direction de propagation. Cette idée est probablement construite à partir de l'observation courante de " rayons " du soleil traversant des nuages, et peut être renforcée par les représentations des zones où se trouve l'énergie lumineuse par une zone colorée sur les manuels d'enseignement. L'expérience avec un laser et de l'eau additionnée de fluorescéine et toutes celles où sont visualisés les rayons et faisceaux de lumière renforcent cette conception

Conceptions sur la nature des rayons lumineux

  1. Les rayons lumineux sont des objets physiques réels. Une telle conception ne permet pas à l'élève de différencier la situation matérielle de sa modélisation.
  2. La partie virtuelle des rayons est assimilable à la partie réelle.
  3. Lorsqu'une lentille est présente, les élèves ont tendance à utiliser exclusivement les rayons spéciaux (c'est-à-dire ceux qui passent par le centre optique de la lentille et les foyers principaux) pour faire leurs raisonnements ou énoncer leurs prédictions. La conséquence en est par exemple que la suppression d'un de ces rayons spéciaux les conduit à pronostiquer la disparition de l'image, en oubliant le rôle des autres rayons passant par des points quelconques de la lentille.

Conceptions sur la formation de l'image

  1. La première conséquence possible est que l'image d'un objet à travers un système optique dépend essentiellement de l'objet, et très peu du système optique ; celui-ci modifie l'image potentielle en taille ou en orientation, ou lui donne une surface sur laquelle être vue. Comme le système optique n'est pas indispensable (de toute façon l'image est émise par l'objet), on peut voir une image sur un écran même si on enlève la lentille.
  2. Au rang des déformations que le système peut faire subir à l'image, on peut rattacher l'observation très courante suivante : un cache placé devant la lentille élimine une partie de l'image.
  3. Puisque l'image se déplace le long d'un faisceau de lumière, un écran d'observation peut faire apparaître une image où qu'il soit placé, la mise au point n'a pas lieu d'être.
  4. Le rôle de l'écran étant de permettre de voir l'image, on voit souvent apparaître l'idée qu'il est impossible de voir une image sans surface pour la projeter.
  5. Les images se comportent comme des sources lumineuses isotropes pour l'espace situé après le système optique, ce qui signifie qu'elles peuvent être vues de n'importe quelle position de l'espace derrière le système. Cette conception s'oppose à l'interprétation de ce que l'on observe à travers un instrument d'optique.