Éclipse solaire
Exercice d'évaluation
Une éclipse totale de Soleil a lieu le 13 novembre 2012. Vous pouvez consulter le site de l'IMCCE pour obtenir les suivantes. Pourquoi, lors de ces phénomènes, existe-t-il des zones d'ombre et de pénombre ? Examinons cela.
Question 1)
On considère une source ponctuelle. On place une pièce devant. Tracer l'ombre de la pièce.
AideSolution
Utilisez la propriété que la lumière se propage en ligne droite dans un MHTI.
On trace différents rayons issus de la source 
. Les rayons passant à côté de la pièce ne sont pas stoppés, ceux la frappant si. On ne les retrouve pas de l'autre côté. Les rayons tangents à la pièce délimitent donc la zone d'ombre.
Crédit :
ASM/B. Mollier
Question 2)
On considère cette fois ci la source étendue que constitue le Soleil. Notre pièce est remplacée par la Lune. Tracer la zone d'ombre, c'est-à-dire la zone où aucun rayon issu du Soleil ne parvient. Tracer également la zone de pénombre, où une partie des rayons du Soleil est masquée par la Lune, et de pleine lumière, où aucun rayon n'est masqué par la Lune.
AideSolution
Considérer chaque point du Soleil comme une source ponctuelle. Intéressez-vous surtout aux bords de celui-ci.
On trace différents rayons issus d'un point quelconque de la surface du Soleil. Les rayons passant à côté de la Lune ne sont pas stoppés, ceux la frappant si. On ne les retrouve pas de l'autre côté. Les rayons tangents à la Lune délimitent donc la zone d'ombre pour cette source ponctuelle à la surface de Soleil. Si on recommence l'opération pour plusieurs points, on trouve une nouvelle zone d'ombre. L'intersection de toutes les zones d'ombre sera la "vraie" zone d'ombre de la Lune : aucun rayon issu du Soleil ne l'atteindra. L'union de toute les zones d'ombre est la zone dite de pénombre : tous les rayons ne l'atteignent pas nécessairement, mais certains d'entre eux oui. Il y a moins de lumière dans cette zone qu'en dehors.
Pour les tracer, il suffit de tracer les rayons tangents à la Lune issus des 2 bords extrêmes du Soleil. Les deux rayons les plus internes délimitent la zone d'ombre, les deux rayons extérieurs, la zone de pénombre.
Crédit :
B. Mollier
