PARCOURS Ombre et lumière. Sébastien Giroux rou

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1 PARCOURS Ombre et lumière Sébastien Giroux Saïd Baouch,, Didier MérouM rou

2 0. Introduction Mes coordonnées : - Parcours : - Google : «lamap grand nancy» - Pour l emprunt : - Olivier Clément : mallette ombre-lumi lumière 2

3 I. Parcours Ombre et lumière (couleur) Programme : 1. Séance 1 à l école : la lumière (représentations + caractéristiques) 2. Séance 2 à l école : la propagation de la lumière 3. Séance 3 à l école : Objets translucides, transparents, opaques 4. Séance 4 à l IUFM : - fabrication d un sténopé - les différents types d ombres - exploitation de la boîte à sténopé - Arts visuels : le théâtre d ombre /!\ besoin d une boîte à chaussures pas trop épaisse par élève 3

4 I. Parcours Ombre et lumière (couleur) Programme : 5. Séance 5 à l école : la taille des ombres 6. Séance 6 à l école : la décomposition des couleurs 7. Séance 7 à l école : Intervenant extérieur 8. Séance 8 à l IUFM : - la décomposition de la lumière autre type décomposition /!\ - les lumière colorées - les ombres colorées - Arts visuels : les mélanges de couleurs 4

5 Séance 1 Objectifs : LA LUMIÈRE Recueillir les représentations des élèves Mettre en évidence les caractéristique de la lumière Amener les élèves à se poser des questions Les sources lumineuses que nous connaissons Les sources qui éclairent sans intervention de l homme : Le soleil. Les étoiles. Les planètes. La lune. sources primaires sources secondaires Les sources qui éclairent grâce à l intervention de l homme : Les lampes à incandescence. Les tubes fluorescents. Les DEL. Les bougies. Le feu. Sans lumière On n a plus d ombre. On ne verra pas d arc-en-ciel. Questions posées Qu est-ce qu il faut pour obtenir une ombre? Comment la lumière du Soleil se déplace-t-elle? Peut-on fabriquer un arc-en-ciel? Comment fabriquer de la lumière colorée? 5

6 Séance 2 Objectifs : La propagation de la lumière Réaliser des expériences pour observer un rayon lumineux Élaborer un protocole expérimental Comment la lumière du Soleil se déplace-t-elle? Quel chemin la lumière a-t-elle parcouru? Voit-on la lumière arriver jusqu à nous? Quand peut-on la voir? Imaginez une expérience pour montrer/visualiser le trajet de la lumière. 6

7 Séance 2 La propagation de la lumière 7

8 Séance 2 La propagation rectiligne de la lumière 8

9 Séance 2 la propagation rectiligne de la lumière Possibilité de mettre quelques gouttes de lait dans un aquarium plein d eau La cuve ne contient que de l air. Après la combustion du papier d Arménie, la cuve contient aussi de la fumée. 9

10 Séance 2 la propagation rectiligne de la lumière 10

11 Séance 2 la propagation rectiligne de la lumière 11

12 Séance 2 Objectifs : La propagation de la lumière Réaliser des expériences pour observer un rayon lumineux Élaborer un protocole expérimental Conclusion : Le rayon lumineux est invisible mais on peut le rendre visible en plaçant de petits obstacles sur son trajet, comme des gouttelettes d eau, des particules de fumée, de craie ou de lait. Ainsi, on peut constater que le rayon de lumière se déplace en ligne droite : on dit que la trajectoire de la lumière est rectiligne. 12

13 Séance 3 Objectifs : Propriétés des objets vis-à-vis de la lumière Nommer les propriétés optique des objets Classer différents matériaux en fonction de leur propriétés optiques Classement d objets. Transparents Translucides Opaques 13

14 Séance 4 Objectifs : Les ombres Être capable de décrire les conditions de formation des ombres Être capable de nommer les différents types d ombres 14

15 Séance 4 Les ombres 15

16 Séance 4 Objectifs : Les ombres Être capable de décrire les conditions de formation des ombres Être capable de nommer les différents types d ombres Objet ombre portée Source ombre propre écran Important : L objet doit être opaque. Propagation rectiligne. Définition de l ombre. À constater : Deux types d ombres. Taille des ombres 16

17 Séance 4 Objectifs : Les ombres Être capable de décrire les conditions de formation des ombres Être capable de nommer les différents types d ombres Objet ombre portée Source ombre propre écran Prolongement : Théâtre d ombres À l aide d un drap blanc, faire devinez un objet en utilisant son ombre. Puis assembler des objets à l aide de pics à brochette et les rendre méconnaissable. 17

18 Séance 5 Objectifs : Taille des ombres Isoler et varier les facteurs déterminant la taille et la forme de l ombre Mettre en évidence la relation entre la position de l objet par rapport à la source et la taille de l ombre Question : Comment faire pour obtenir une ombre deux fois plus grande que l objet? 18

19 Séance 6 Objectifs : La boîte à sténopé 1 Fabriquer une boîte à sténopé en respectant le cahier des charges 19

20 Séance 7 Objectifs : La boîte à sténopé 2 Découvrir les principes de fonctionnement d un appareil photo 20

21 21

22 Ce que je vois sur ma feuille O T F H U S E 6 Z Ce que je verrai dans la boîte? Ce que je vois dans la boîte i 22 22

23 OO23 23

24 T T24 24

25 F F25 25

26 H H26 26

27 U U27 27

28 S S28 28

29 E E29 29

30

31 Z Z31 31

32 i i 32

33 Que voit-on selon les différents trous? i i 33

34 Séance 7 Objectifs : La boîte à sténopé 2 Découvrir les principes de fonctionnement d un appareil photo Taille du trou Orientation de l image Luminosité de l image Netteté de l image 0,5 mm 2 mm 4 mm 6 mm 12 mm 34

35 Séance 7 Objectifs : La boîte à sténopé 2 Découvrir les principes de fonctionnement d un appareil photo Taille du trou Orientation de l image Luminosité de l image Netteté de l image Petit (0,5 mm) renversée sombre nette Gros (6 mm) renversée lumineuse floue gros + lentille renversée lumineuse???? nette Conclusion : Un appareil photo fonctionne comme une boîte à sténopé. Grâce à une lentille, il permet d obtenir une image nette et lumineuse sur un écran. Cette image est inversée. 35

36 Séance 8 Objectifs : Décomposition des couleurs Mettre en évidence par chromatographie qu une couleur peut être issue du mélange de plusieurs couleurs Tache témoin Tache de feutre Conclusion : Certains feutres sont composés d une couleur pure. D autres feutres sont composés de mélanges de couleurs (dites primaires). 36

37 Séance 9 Objectifs : Décomposition de la lumière Découvrir la décomposition de la lumière blanche : elle est composée de plusieurs couleurs. Question : Comment produire un arc-en-ciel? Hypothèses : Avec des gouttes d eau, avec un CD, avec des miroirs, avec un prisme 37

38 Séance 9 Décomposition de la lumière 38

39 Séance 9 Objectifs : Décomposition de la lumière Découvrir la décomposition de la lumière blanche : elle est composée de plusieurs couleurs. Question : Comment produire un arc-en-ciel? Hypothèses : Avec des gouttes d eau, avec un CD, avec des miroirs, avec un prisme Conclusions : La lumière blanche du soleil est composée du mélange de plusieurs couleurs. On peut l observer à l aide de Les gouttelettes d eau produites quand il pleut vont décomposer la lumière blanche du soleil pour obtenir plusieurs couleurs. 39

40 Séance 10 Objectifs : Les lumières colorées Découvrir que la lumière blanche est un mélange de couleur. Observation : Comment un écran produit-il de la lumière blanche? 40

41 Comment fonctionne un écran blanc? L écran, pour produire du blanc, allume des points rouges, verts et bleus : des pixels. L œil voit du blanc!! 41

42 Comment obtenir une lumière rouge? 42

43 Comment obtenir une lumière bleue? 43

44 Comment obtenir une lumière verte? Comment produire d autres couleurs? 44

45 Séance 10 Objectifs : Les lumières colorées Découvrir que la lumière blanche est un mélange de couleur. DEL rouge DEL bleue DEL verte Couleur obtenue Observation 45

46 Lumières colorées Expérimentons!! Cyan, magenta et jaune sont des couleurs secondaires, dans le cas des couleurs-lumières. Rouge, vert et bleu sont des couleurs primaires, dans le cas des couleurs-lumières. Synthèse additive des couleurs 46

47 Séance 10 Objectifs : Les lumières colorées Découvrir que la lumière blanche est un mélange de couleur. Conclusion : La lumière blanche qui apparaît sur l écran d un ordinateur ou d un téléphone portable est en réalité un mélange de 3 couleurs : le rouge, le vert et le bleu. Toutes les autres couleurs peuvent être obtenues en mélangeant ces 3 couleurs. Exemple : jaune = rouge + vert 47

48 Séance 11 Les ombres colorées Objectifs : Question : Comment sera l ombre d un objet éclairé par chacune des diodes? 48

49 Des ombres? Une source de lumière colorée un ombre noire dans une zone colorée 49

50 Séance 11 Les ombres colorées Objectifs : Question : Comment sera l ombre d un objet éclairé par deux des diodes? 50

51 Des ombres? Deux sources de lumières colorées différentes Deux ombres de couleurs différentes dans une zone de la couleur du mélange (obtenue par synthèse additive) 51

52 Séance 11 Les ombres colorées Objectifs : Question : Comment sera l ombre d un objet éclairé par les trois diodes? 52

53 Des ombres? Trois sources de lumière colorée différentes Trois ombres de couleurs secondaires dans une zone de la couleur du mélange (blanc) On a réalisé une synthèse soustractive 53

54 Séance 11 Objectifs : Les ombres colorées Produire des ombres colorées. Savoir qu à plusieurs sources lumineuse correspondent plusieurs ombres. Anticiper la couleur de l ombre obtenue par éclairage avec des lampes colorées. 54

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