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niveau: "5eme"
discipline: "physique-chimie"
theme_bo: "Des signaux pour observer et communiquer"
chapitre: 10
titre: "Propagation de la lumière et du son"
duree_heures: 3
prerequis:
  - "5e-09 — Sources de lumière"
competences_bo:
  - "Comparer la propagation de la lumière et du son"
  - "Relier son et vibration"
competences_socle:
  - "D2 — Méthodes et outils"
  - "D1.3 — Langages scientifiques"
  - "D4 — Systèmes naturels et techniques"
mots_cles:
  - son
  - vibration
  - fréquence
  - amplitude
  - propagation
  - milieu
  - vide
  - vitesse du son
  - vitesse de la lumière
  - comparaison
eval_diagnostique: "QCM prérequis sources de lumière"
eval_formative: "TP propagation rectiligne de la lumière"
eval_sommative: "TP propagation rectiligne"
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# 5ème Ch.10 — Propagation de la lumière et du son
> *M. VERHILLE — Physique-Chimie · 5ème*

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## Objectifs et compétences

**Attendus de fin de cycle (BO 2020 — cycle 4)** :
- Comparer la propagation de la lumière et du son
- Relier un son à la vibration d'un objet

**Compétences du socle** :
- D1.3 : Comparer des vitesses (son vs lumière)
- D4 : Observer des phénomènes sonores et lumineux

**À la fin de ce chapitre, l'élève sait** :
- [ ] Expliquer qu'un son est produit par une vibration
- [ ] Citer les milieux de propagation du son
- [ ] Expliquer pourquoi le son ne se propage pas dans le vide
- [ ] Comparer la vitesse du son et de la lumière

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## 1. Qu'est-ce qu'un son ?

Un son est produit par la **vibration** d'un objet :
- Corde de guitare qui vibre
- Membrane du haut-parleur qui vibre
- Cordes vocales qui vibrent

| Propriété | Description |
|-----------|-----------|
| **Fréquence** | Nombre de vibrations par seconde (en Hz) — aigu si élevée, grave si basse |
| **Amplitude** | Intensité de la vibration — fort si grande, faible si petite |

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## 2. Propagation du son

Le son a besoin d'un **milieu matériel** pour se propager (solide, liquide ou gaz).

| Milieu | Vitesse du son | Exemple |
|--------|---------------|---------|
| **Air** (20°C) | ~340 m/s | Voix, musique |
| **Eau** | ~1 500 m/s | Communication des baleines |
| **Acier** | ~5 000 m/s | Bruit dans les rails |
| **Vide** | **Aucune propagation sonore ; vitesse non définie** | Dans l'espace, personne ne vous entend |

> ⚠️ Le son **ne se propage pas dans le vide** — dans l'espace, c'est le silence total.

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## 3. Propagation de la lumière

| Propriété | Son | Lumière |
|-----------|-----|---------|
| Vitesse | ~340 m/s (air) | 300 000 km/s |
| Milieu nécessaire | Oui (solide, liquide, gaz) | Non (se propage dans le vide) |
| Propagation | En ligne droite (dans un milieu homogène) | En ligne droite |

### Pourquoi voit-on l'éclair avant d'entendre le tonnerre ?

La lumière voyage à **300 000 km/s** et le son à **340 m/s** → la lumière est **~900 000 fois plus rapide**.

> **Astuce** : compter les secondes entre l'éclair et le tonnerre, puis diviser par 3 → distance de l'orage en km.

> 🌴 **À La Réunion** : dans le cirque de Mafate, entouré de falaises hautes de plusieurs centaines de mètres, on peut observer des **échos** spectaculaires. Un cri met environ 3 secondes pour faire l'aller-retour vers une paroi située à ~500 m (340 m/s × 1,5 s ≈ 510 m).

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## Bilan — Ce qu'il faut retenir

| Notion | Définition |
|--------|-----------|
| Son | Vibration qui se propage dans un milieu matériel |
| Fréquence | Nombre de vibrations par seconde (Hz) — aigu/grave |
| Vitesse du son | ~340 m/s dans l'air |
| Vitesse de la lumière | 300 000 km/s |
| Le son dans le vide | Ne se propage pas ! |

**Mots-clés** : son, vibration, fréquence, amplitude, propagation, milieu, vide, vitesse du son, vitesse de la lumière

**Erreurs fréquentes** :
- Penser que le son se propage dans le vide (non — pas de matière, pas de son)
- Confondre fréquence (aigu/grave) et amplitude (fort/faible)
- Dire que la lumière a besoin d'un milieu pour se propager (non — elle se propage dans le vide)

## 4. Son et lumière : vecteurs d'information

Le son et la lumière sont des **signaux** capables de **transporter une information**.

| Signal | Information transportée | Exemple |
|---|---|---|
| **Lumière** | Position, forme, couleur, message | Feu tricolore, phare, fibre optique |
| **Son** | Parole, alerte, localisation | Voix, sirène d'alarme, sonar |

### Exemples de la vie courante

- **Sonnerie de téléphone** : un signal sonore qui transporte l'information « quelqu'un appelle »
- **Sirène des pompiers** : signal sonore → information « urgence, laisser passer »
- **Éclair** : signal lumineux → information « orage à proximité »
- **Sonar** : un son envoyé sous l'eau est réfléchi par un obstacle → permet de mesurer la distance (d = v × t / 2)

> À chaque fois qu'on utilise la lumière ou le son pour communiquer, on utilise un **signal** pour transporter une **information**.

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## Différenciation
- **Remédiation** : tracer des rayons lumineux sur un schéma pour montrer la propagation rectiligne de la lumière et la formation d'une ombre derrière un objet opaque
- **Approfondissement** : calculer la distance d'un orage à partir du décalage entre l'éclair et le tonnerre (ex : 9 secondes → 9 × 340 = 3 060 m ≈ 3 km)

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## Ressources associées

- QCM : [[qcm/5e-qcm-bilan|QCM Bilan 5eme]] (inclut questions lumière et son)
- Simulation : [PhET — Ondes sonores](https://phet.colorado.edu/fr/simulations/sound-waves)
- Sources : `../sources/electricite/` (schéma propagation)
- Vidéo : [[net/Liens-Internet-Video|Vidéos disponibles]] (propagation son et lumière)

## Navigation

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> **Compétence D2 — Méthodes et outils** : suivre un protocole, relever les observations et organiser les résultats des activités.