CM1 > Sciences > Ombres et lumière : comprendre comment se forme une ombre (Leçon + Exercice)
Une leçon claire, puis un exercice pour vérifier que la notion est comprise.
Pourquoi ton ombre s’allonge-t-elle quand le Soleil est bas ? Comment un petit objet peut-il fabriquer une grande ombre sur un mur ? En CM1, nous allons apprendre à observer, tester et expliquer.
LA LEÇON
1. Comment se forme une ombre ?
La lumière vient d’une source lumineuse, par exemple le Soleil ou une lampe. Lorsqu’un objet opaque bloque une partie de cette lumière, une zone moins éclairée apparaît derrière lui : c’est la région d’ombre.
Sur un mur, un écran ou le sol, on peut observer une ombre portée. La partie de l’objet qui ne reçoit pas directement la lumière s’appelle son ombre propre.
2. Quels matériaux laissent passer la lumière ?
Un matériau transparent laisse bien passer la lumière : on peut voir nettement au travers, par exemple une vitre claire.
Un matériau translucide laisse passer une lumière diffuse : on distingue mal les formes à travers, par exemple le papier calque.
Un matériau opaque ne laisse pas passer la lumière : par exemple un morceau de carton ou une plaque de métal.
Attention : un même objet, selon le matériau dont il est fait, peut être transparent, translucide ou opaque. On classe les matériaux à partir d’observations.
3. Pourquoi la taille de l’ombre change-t-elle ?
Une lampe éclaire un objet opaque placé devant un écran. Si la lampe et l’écran restent à la même place, rapprocher l’objet de la lampe produit en général une ombre portée plus grande. En rapprochant l’objet de l’écran, l’ombre portée devient plus petite.
Il faut changer un seul paramètre à la fois pour savoir pourquoi le résultat évolue. Le schéma représente une source lumineuse ponctuelle simplifiée : dans une expérience réelle, une lampe étendue peut créer un contour d’ombre moins net.
4. Où l’ombre apparaît-elle ?
L’ombre portée se trouve généralement du côté opposé à la source lumineuse, derrière l’objet. Si la lampe change de place, l’ombre change de direction et parfois de taille.
Dans la cour de récréation, l’ombre d’un bâton se déplace au cours de la journée, car le Soleil change de position apparente dans le ciel pour un observateur au sol. Ne regarde jamais directement le Soleil.
J’expérimente : faire varier une ombre
Matériel : une lampe de poche à piles, un écran en carton blanc, une forme opaque découpée et une règle.
- Place l’écran verticalement et éclaire l’objet avec la lampe.
- Garde lampe et écran immobiles, puis déplace seulement l’objet opaque.
- Mesure ou dessine l’ombre quand l’objet est proche de la lampe, puis proche de l’écran.
- Compare les résultats et écris une conclusion.
Sécurité : utilise uniquement une petite lampe de poche à piles. Ne branche aucun montage sur une prise électrique et ne dirige pas la lampe vers les yeux.
À retenir
Une source lumineuse éclaire les objets. Un matériau opaque bloque la lumière, tandis qu’un matériau transparent la laisse passer et qu’un matériau translucide la diffuse. L’ombre propre est sur l’objet et l’ombre portée sur un support. La taille et la position d’une ombre peuvent changer lorsque l’on déplace la source lumineuse ou l’objet.
L’EXERCICE
Je comprends les ombres et la lumière
Réponds aux 12 questions sur les sources lumineuses, les matériaux, l’ombre propre, l’ombre portée et les expériences de positionnement.