Propagation de la lumière

Pour voir un objet, il faut qu'il émette ou renvoie de la lumière vers nos yeux. Une source primaire produit sa propre lumière, comme le Soleil ou une lampe allumée. Un objet diffusant, comme la Lune ou un livre, ne fait que renvoyer la lumière qu'il reçoit d'une source primaire. Dans le noir complet, aucun objet n'est visible car aucune lumière n'arrive à nos yeux.

Dans un milieu homogène et transparent (comme l'air ou le vide), la lumière se déplace en ligne droite. On représente son trajet par un rayon lumineux, une droite avec une flèche indiquant le sens de propagation. Un faisceau lumineux est un ensemble de rayons. Cette propagation rectiligne explique pourquoi on ne peut pas voir derrière un obstacle opaque.

La lumière se déplace extrêmement vite : dans le vide, sa vitesse est de 300 000 km/s. Cela signifie qu'elle parcourt 300 000 kilomètres en une seconde. Grâce à cette vitesse, la lumière du Soleil met environ 8 minutes pour nous parvenir. La distance parcourue se calcule avec la relation d = v × t, où v est la vitesse et t le temps.

Quand un objet opaque est placé sur le trajet de la lumière, il bloque les rayons et crée une zone sombre : l'ombre. L'ombre propre est la partie non éclairée de l'objet lui-même. L'ombre portée est la zone sombre projetée sur un écran (sol, mur). Si la source lumineuse est étendue, on observe une pénombre, zone partiellement éclairée autour de l'ombre.