Pourquoi je vois la lumière ?

[baron2512]

Bonjour à tous,

Ma réflexion va vous paraître probablement ridicule mais j'aimerais une réponse si c'est possible.

 

Je suppose une lampe torche qui éclaire jusqu'à 20 m.Le faisceau lumineux s'élargit et sa puissance d'éclairement diminue plus il s'éloigne de sa source.

A 21 m de distance, il n'y a donc plus de "terrain" éclairé. Je me trouve à 25 m de la lampe et je la vois quand même, pourquoi ?

 

Merci de donner une explication simple, je ne suis pas un scientifique.

['Bruno]

Bonjour ! La lampe torche n'éclaire pas jusqu'à vingt mètres mais jusqu'à l'infini (du moins tant qu'il n'y a pas d'obstacle devant). C'est juste que, comme tu l'as indiqué, l'intensité diminue petit à petit, mais sans jamais devenir complètement nulle. Le terrain est donc toujours éclairé, mais pas très fortement à mesure qu'on s'éloigne.

[gilou55]

Bonjour

Même chose avec une pomme de douche que tu tiens à l'horizontale, si tu es près, l'eau arrive jusqu'à ton visage, si tu es trop loin l'eau n'y arrive pas mais tu la voies quand même sortir. Après, pour la lumière, c'est égal au carré de la distance (pour toutes les ondes) si tu es 2x plus loin c'est 4x moins fort, 10x plus loin c'est 100x moins fort, etc...

J'espère avoir pu t'aider.

[AstroFilDu76]

Je rajouterais que : certes lorsque tu éclaires une surface à 25m, cette même surface ne réfléchi pas suffisamment de lumière pour que ton oeil y soit sensible. Si tu éclaire une surface blanche tu la verra mieux que si tu éclaire une surface noir. Tu peut taper sur google le terme Albédo et laisse toi guider par ta curiosité.

[skud]

bonsoir, je me permet de poser la question suivante: l'insitensité diminue en fonction de la distance...mais pourquoi?

[julon2000]

bonsoir, je me permet de poser la question suivante: l'insitensité diminue en fonction de la distance...mais pourquoi?

 

Bonne question Une façon de le comprendre est d'analyser tout ça à travers le principe de conservation de l'énergie. Espérons que ce qui suit est vaguement compréhensible

 

Considérons une source de lumière, ponctuelle pour simplifier les choses, disons une ampoule. Entourons cette ampoule d'une sphère d'1m de rayon, et appelons I l'intensité lumineuse totale arrivant sur l'ensemble de la surface de la sphère. L'intensité lumineuse par unité de surface se calcule en divisant I par la surface de la sphère (qui vaut S=4*Pi*R^2) : appelons cette intensité par unité de surface d1 (il s'agit d'une sorte de densité). Dans le cas de cette sphère d'1m de rayon on a d1=I/(4*Pi)

 

Imaginons maintenant qu'au lieu d'une sphère d'1m, on entoure notre ampoule d'une sphère de 10m de rayon. Par conservation de l'énergie, l'intensité lumineuse totale arrivant sur l'ensemble de la surface de la sphère de 10m de rayon est la même que celle arrivant sur l'ensemble de la surface de la sphère d'1m de rayon: elle vaut I. Par contre l'intensité par unité de surface vaut maintenant d2=I/(4*Pi*100), soit 100 fois moins que d1.

 

Comme la surface de nos yeux est très petite (par rapport à la surface de la sphère ayant pour rayon la distance à la source lumineuse), l'intensité lumineuse que l'on perçoit se comporte comme l'intensité lumineuse par unité de surface : elle décroit en 1/r^2, r étant la distance à la source lumineuse.

['Bruno]

l'insitensité diminue en fonction de la distance...mais pourquoi?

Si on interprète la lumière comme un flux de photons, il faut imaginer les photons qui s'éloignent de la source lumineuse dans toutes les directions : à mesure qu'ils s'éloignent de la source, ils s'éloignent aussi entre eux. Si on essaie d'attraper les photons dans la main (ou avec un capteur quelconque), on en a forcément de moins en moins à mesure qu'on s'éloigne de la source. (En réfléchissant un peu, on peut même comprendre pourquoi la diminution d'intensité décroît selon le carré de la distance.)

[skud]

merci je comprends mieux. En fait pour vulgariser, l'intensité lumineuse égal le nombre de photons percu, j'ai bon?

['Bruno]

Oui, c'est ça.

[baron2512]

Bonjour ! La lampe torche n'éclaire pas jusqu'à vingt mètres mais jusqu'à l'infini (du moins tant qu'il n'y a pas d'obstacle devant). C'est juste que' date=' comme tu l'as indiqué, l'intensité diminue petit à petit, mais sans jamais devenir complètement nulle. Le terrain est donc toujours éclairé, mais pas très fortement à mesure qu'on s'éloigne.[/quote']

 

 

Merci de ta réponse sympathique

[baron2512]

Bonjour

Même chose avec une pomme de douche que tu tiens à l'horizontale, si tu es près, l'eau arrive jusqu'à ton visage, si tu es trop loin l'eau n'y arrive pas mais tu la voies quand même sortir. Après, pour la lumière, c'est égal au carré de la distance (pour toutes les ondes) si tu es 2x plus loin c'est 4x moins fort, 10x plus loin c'est 100x moins fort, etc...

J'espère avoir pu t'aider.

 

 

Merci de ta réponse sympathique

[baron2512]

Je rajouterais que : certes lorsque tu éclaires une surface à 25m, cette même surface ne réfléchi pas suffisamment de lumière pour que ton oeil y soit sensible. Si tu éclaire une surface blanche tu la verra mieux que si tu éclaire une surface noir. Tu peut taper sur google le terme Albédo et laisse toi guider par ta curiosité.

 

Merci de ta réponse sympathique:)

[camus1440]

"Je me trouve à 25 m de la lampe et je la vois quand même, pourquoi ?"

 

Je viens de me rentre compte que personne n'a répondu à CETTE question.

 

En gros il voulait comprendre pourquoi ce qui éclairé à 21 mètres ne se voit pas, alors que s'il se place à 25 mètres de la lampe il la voit très bien.

 

Et c'est vrai qu'à partir de certaines réponses données plus haut, on peut deviner la réponse : dans un sens, les rayons se dispersent et ne sont pas tous renvoyés aux yeux. Dans l'autre, on regarde directement la source, pleine de photons tous orientés vers nous (sauf ceux réfléchis entre nous et la lampe, qui retournent dans l'autre sens).

[teddelyon]

C'est un peu comme voir la lumière des étoiles sans qu'on puisse dire qu'elles nous éclairent.

Simplement une question d'intensité lumineuse et de distance.

 

Toute chose qui produit de la lumière peut être perçu sans forcément avoir une forte intensité lumineuse, un exemple me vient celui des vers luisants ou le rougeoiment d'une cigarette etc...

[pachanga]

je l'expliquerais d'une façon plus rude..

 

un homme flotte au dessus du sol à 1000 metres d'altitude

je suis en bas et je tire vers lui avec un calibre 12 (à billes).

certaines billes vont se rendre proche de lui (sans le toucher j'espère.)

mais la plupart des billes tomberont à mi-chemin.

L'homme lui, voit toutes les billes se rendre vers lui.

c'est comme ça que je le comprends.

[Lolo]

je l'expliquerais d'une façon plus rude..

 

un homme flotte au dessus du sol à 1000 metres d'altitude

je suis en bas et je tire vers lui avec un calibre 12 (à billes).

certaines billes vont se rendre proche de lui (sans le toucher j'espère.)

mais la plupart des billes tomberont à mi-chemin.

L'homme lui, voit toutes les billes se rendre vers lui.

c'est comme ça que je le comprends.

 

Je pense que cette analogie n'est pas très correcte, mais j'aime bien ton idée de tirer des billets, alors je vais proposer une autre analogie avec cela. :-)

 

Imagine que je prends un mitrailleuse à billes et que je tire des rafales un peu partout autour de moi en faisant quelques tours sur moi-même. Un homme situé à 25 mètres et revêtu d'une armure capable de faire ricocher les billes se prendrait certainement quelques billes. Les billes en question ricocheraient sur son armure. Par contre, même s'il est à 22 mètres au lieu de 25, il est peu probable que je me prenne une des billes ayant ricoché.

 

Donnons un exemple numérique pour illustrer encore mieux. Admettons que je tire 1000 billes et que chaque bille a une chance sur 100 de toucher l'homme en armure. Statistiquement, il y aura en moyenne 10 billes qui le toucherons. Admettons que chacune des 10 billes (environs) qui ricochent ait aussi une chance sur 100 de revenir sur moi. Statistiquement, 0,1 bille me touchera, c'est-à-dire aucune si je ne suis pas très malchanceux.

[Giovanni]

C est ca allez jouer aux billes mdrrrrrrr...

[popov]

Elle est bien la réponse de Lolo

mais la plupart des billes tomberont à mi-chemin.

Juste revenir sur ce point là : les billes ne retombent pas, la lumière c'est pas comme du plomb ! Si tu vois ta cible éclairée c'est que la lumière l'a atteinte et qu'une part des "billes de lumière" a rebondi en ta direction. La question est de savoir s'il y en aura assez pour que tu détectes leur retour, car elles ne se perdront pas en route elle vont simplement être dispersées d'autant plus que la distance est grande.

[AstroFilDu76]

En fait il y a 3 phénomènes pour permettent de décrire ce que tu observe. La transmission, la diffusion, et la reflexion. Il faut se mettre à la place du groupe de photon qui est emit par la lampe. Les photons sont emis, se dirige à priori dans une direction lié à la construction de la lampe, ceux-ci traverse une couche d'air dans laquelle certain d'entre eux seront diffusés dans n'importe qu'elle direction, ici dans un air sec ce phenomene est minoritaire (pas dans la brume par exemple). Ensuite sur les 99% de photon restant certain vienne taper sur une cible ou il seront en parti absorber, une parti reflechie, et une autre partie diffusée, les proportion sont liés a la surface (noir blanche, mat, brillante ect..). Quand tu te met en face de la lampe ca va direct dans tes yeux qui sont de surcrois un excellent capteur à photon.

Modifié 5 mai 2015 par AstroFilDu76