Réflexion sur un miroir plan, image virtuelle, ombre et pénombre

Ce qu’elle montre

La lumière se propage en ligne droite, ce qui explique à la fois les images dans un miroir et les ombres. Sur un miroir plan, la loi de la réflexion s'applique : le rayon incident, la normale et le rayon réfléchi sont dans un même plan, et l'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence. Les rayons réfléchis s'écartent ; l'œil les prolonge vers l'arrière jusqu'à une image virtuelle S′ derrière le miroir, à la même distance que la source devant lui. Avec un obstacle, une source ponctuelle donne une ombre nette et une source étendue ajoute une pénombre, comme lors des éclipses totales et partielles.

Mode d’emploi

Commencez en mode Réflexion sur un miroir plan avec Afficher la normale et les angles activé. Choisissez un Angle d'incidence initial, faites glisser S à différentes positions et comparez i et i′ à chaque fois. Activez Afficher l'image virtuelle S′ et les prolongements, puis rapprochez S du miroir pour vérifier que d′ reste égal à d. Passez ensuite le Mode sur Ombre – pénombre, déplacez l'obstacle entre la source et l'écran et comparez une source ponctuelle et une source étendue.

Paramètres modifiables

• Mode Réflexion sur un miroir plan, Ombre – pénombre
• Angle d'incidence initial 0–85 °
• Afficher la normale et les angles
• Afficher l'image virtuelle S′ et les prolongements
• Source lumineuse (mode ombre) Source ponctuelle (petite), Source étendue

Questions à explorer

1. Lorsque l'angle d'incidence vaut 0°, dans quelle direction repart le rayon réfléchi ?
2. Si vous rapprochez S de 5 cm du miroir, de combien et dans quel sens l'image S′ se déplace-t-elle ?
3. Pourquoi une source étendue donne-t-elle une ombre au bord flou, alors qu'une source ponctuelle donne une ombre nette ?