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Vitesse de la lumière et année-lumière Physique-Chimie 3e

⚡ Physique-Chimie🎒 3e (collège)✅ 12 exercices corrigés ⬇️

En bref : Dans le vide, la lumière se déplace à environ trois cent mille kilomètres par seconde : la vitesse la plus grande qui existe. Elle met un peu plus d'une seconde pour venir de la Lune et huit minutes du Soleil. L'année-lumière est la distance parcourue par la lumière en un an, environ neuf mille cinq cents milliards de kilomètres. Ce n'est pas une durée. Voir une étoile à cent années-lumière, c'est la voir telle qu'elle était il y a cent ans.

📖 La leçon

Dans le vide, la lumière se déplace à environ 300 000 km/s (3 × 10⁸ m/s) : la vitesse la plus grande qui existe. Elle met 1,3 s pour venir de la Lune et 8 minutes du Soleil.
L'année-lumière (al) est la distance parcourue par la lumière en un an : environ 9 500 milliards de km. Ce n'est pas une durée !
Voir une étoile à 100 al, c'est la voir telle qu'elle était il y a 100 ans.
Astuce : d = v × t, comme pour une voiture.

🖼️ Le schéma à retenir

départ1,3 seconde8 minutesenviron 4 ansla Terrela Lunele Soleill'étoile la plusproche du Soleil
Le temps que met la lumière pour nous parvenir (échelle non respectée). Le même schéma, à légender, est dans la fiche à imprimer.

L'essentiel à retenir

La lumière se propage en ligne droite dans un milieu transparent et homogène, à une vitesse colossale : dans le vide, et pratiquement dans l'air, elle parcourt 300 000 km en une seconde, soit 3 × 10⁸ m/s. Aucun objet ne peut aller plus vite. Elle est un peu ralentie dans l'eau et le verre. Le son, lui, ne parcourt que 340 m par seconde dans l'air : c'est pourquoi on voit l'éclair avant d'entendre le tonnerre.

Pour les distances de l'Univers, les astronomes utilisent l'année-lumière : la distance que la lumière parcourt en une année. Le calcul d = v × t donne environ 9 500 milliards de kilomètres, soit 9,5 × 10¹² km. Malgré son nom, l'année-lumière est une distance, pas un temps. La lumière de la Lune nous atteint en 1,3 s, celle du Soleil en 8 min 20 s.

Conséquence : la lumière met du temps à nous parvenir, donc observer loin, c'est observer dans le passé. Une étoile située à 1 000 al est vue telle qu'elle était il y a 1 000 ans ; elle a peut-être disparu depuis. Les télescopes qui captent des galaxies lointaines montrent l'Univers jeune.

Repères

La question de devoir

L'étoile Véga est à 25 années-lumière. Expliquez cette donnée et calculez la distance en kilomètres. Plan de réponse : 1) rappeler que l'année-lumière est une distance, celle parcourue par la lumière en un an ; 2) calculer 25 × 9,5 × 10¹² km ≈ 2,4 × 10¹⁴ km ; 3) conclure que la lumière reçue aujourd'hui a quitté Véga il y a 25 ans, donc qu'on voit l'étoile dans le passé.

▶ S'entraîner sur cette notion 🖨️ Fiche d'exercices à imprimer (avec corrigé)

✏️ 12 exercices corrigés : vitesse de la lumière et année-lumière

Touche une réponse : elle est corrigée tout de suite, avec l'explication.

1. Quelle est la vitesse de la lumière dans le vide ?

2. Une année-lumière est une unité de …

3. La lumière du Soleil met environ … pour atteindre la Terre.

4. La lumière se propage …

5. Quelle formule relie distance, vitesse et temps ?

6. Combien vaut environ une année-lumière en kilomètres ?

7. Trois secondes entre l'éclair et le tonnerre : la foudre est tombée à environ …

8. Une étoile est à 50 années-lumière. Sa lumière reçue aujourd'hui est partie …

9. La Lune est à 384 000 km. Sa lumière nous atteint en environ …

10. Dans l'eau, la vitesse de la lumière est …

11. Proxima du Centaure, l'étoile la plus proche du Soleil, est à environ …

12. Combien de temps la lumière met-elle pour parcourir 900 000 km ?

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