Le trajet de la lumière du Soleil

Exercice supplémentaire · niveau 1 (application) · physique (seconde), chapitre 5 — Signaux Lumineux · Indice de réfraction et vitesse de la lumière

Énoncé

La lumière émise par le Soleil met $8 min 20 s$ pour nous parvenir. On prendra $c = 3, 00 \times 1 0^{8} m \cdot s^{- 1}$ pour la propagation dans le vide.<br> 1. Convertir cette durée en secondes.<br> 2. En déduire la distance qui sépare la Terre du Soleil.<br> 3. À la fin de son trajet, cette lumière traverse l'atmosphère, dont l'indice est très légèrement supérieur à $1$ . Y va-t-elle plus vite ou moins vite que dans le vide ?

Corrigé

1. La durée en secondes. $t = 8 \times 60 + 20 = 480 + 20 = 500 s .$

2. La distance Terre-Soleil. La lumière se propage en ligne droite à la vitesse $c$ , donc $d = c \times t$ : $d = 3, 00 \times 1 0^{8} \times 500 = 1, 50 \times 1 0^{11} m,$ soit environ $150$ millions de kilomètres.

3. Dans l'atmosphère. L'indice d'un milieu est $n = \frac{c}{v}$ ; un indice supérieur à $1$ signifie une vitesse $v$ inférieure à $c$ . La lumière y va donc un peu moins vite — assez peu pour que l'on prenne couramment $n_{air} = 1, 00$ et que l'on néglige cet écart.

Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre

Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.