Des expériences éclairantes

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1 Des expériences éclairantes La lumière se voit partout. Elle peut être colorée, courber, bondir et emmagasiner une grande quantité d énergie. Fais ces expériences amusantes pour voir comment la lumière traverse l air, l eau et des substances gélatineuses. Elles te permettront aussi de découvrir la nature de la lumière et ses rapports avec la couleur.

2 Couleurs claires, couleurs sombres La couleur de tes vêtements peut changer non seulement ton style, mais aussi la température que tu ressens. Ce qu il te faut 2 glaçons (ayant à peu près la même taille) une feuille de papier de bricolage noir une feuille de papier de bricolage blanc un chronomètre ou une horloge une journée ensoleillée 1. Trouve un endroit ensoleillé à l extérieur. 2. Place les deux feuilles de papier de bricolage sur une surface plane. 3. Mets un glaçon sur chaque feuille de papier. 4. Regarde les glaçons et note le temps que chacun met à fondre (pour savoir lequel fond le plus rapidement). Les surfaces claires réfléchissent la lumière. Elles restent donc fraîches au soleil. Les surfaces foncées absorbent la lumière. Elles deviennent donc chaudes au soleil. C est pourquoi le glaçon placé sur le papier noir a fondu plus rapidement. Quelle devrait être la couleur de tes vêtements si tu veux combattre la chaleur?

3 La lumière se déplace en ligne droite, mais elle change de direction lorsqu elle pénètre dans un nouveau matériau. C est ce qu on appelle la réfraction. Sers-toi de ces deux trucs pour impressionner tes amis. Ils consistent à utiliser de l eau pour faire courber la lumière. Le crayon cassé Matériel un verre transparent un crayon eau 1. Remplis le verre d eau aux ⅔. 2. Mets le crayon dans le verre en position inclinée (comme dans l illustration). 3. Regarde le verre en ligne droite pour voir le crayon cassé. Les rayons lumineux qui sont réfléchis par la partie supérieure du crayon se déplacent en ligne droite (dans l air) jusqu à tes yeux et l image semble normale. Les rayons lumineux réfléchis par la partie inférieure du crayon (dans l eau, puis dans l air) sont courbés en raison de la réfraction. C est ce qui fait que le crayon semble cassé au milieu, c est-à-dire au point de contact entre l air et l eau.

4 La pièce de monnaie qui disparaît Matériel une pièce de monnaie un bol en plastique (non transparent) ruban adhésif transparent eau 1. Utilise un petit morceau de ruban adhésif transparent pour fixer la pièce de monnaie au fond du bol. 2. Recule de quelques pas, jusqu au point où la pièce de monnaie disparaît derrière le bord du bol (voir l image A ci-dessus). 3. Ne bouge pas et demande à quelqu un de verser de l eau dans le bol jusqu à ce qu il soit rempli aux ¾. Lorsque l eau est versée dans le bol, la pièce de monnaie réapparaît (image B ci-dessus). L eau ajoutée fait courber (ou réfracte) la lumière par-dessus le bord du bol et la redirige vers tes yeux. Voir les images A (avant) et B (après) ci-dessus pour comprendre de quelle façon l eau affecte la trajectoire des rayons lumineux. A B

5 Un arc-en-ciel blanc Savais-tu que la lumière blanche est en fait un mélange de toutes les couleurs de l arc-en-ciel? Fais l expérience suivante pour le constater. Matériel carton de la taille d une demi-page (provenant d une boîte de céréales ou d un autre emballage assez rigide) marqueurs, crayons ou crayons de cire (rouge, orange, jaune, vert, bleu, violet) bâton de colle ciseaux ficelle (2 mètres) stylo ou autre objet à extrémité pointue la page modèle (inclus avec cette activité) 1. Imprime la page contenant le modèle. 2. Applique sur chacun des triangles du cercle la couleur correspondant aux lettres inscrites : Rouge, Orange, Jaune, Vert, Bleu, Violet. 3. Colle le cercle sur le carton. 4. Découpe le cercle. 5. Utilise la pointe du stylo pour percer deux petits trous sur les points indiqués près du centre du cercle. 6. Fais passer la ficelle par les deux petits trous et laisse environ 40 cm de ficelle dépasser de chaque côté du disque. Attache les deux extrémités de la ficelle pour fermer la boucle (voir la photo de droite). 7. Tends la ficelle en tenant ses deux extrémités et demande à quelqu un de la tortiller en faisant tourner le disque. Il faudra faire de 30 à 40 tours. 8. Lâche le disque et laisse-le tourner en gardant la ficelle bien tendue. Regarde la face colorée du disque. Tu obtiendras de meilleurs résultats si tu te places directement devant le disque pour le regarder tourner. Cette expérience consiste à faire en sorte que les couleurs du disque se déplacent tellement vite qu on les voit se mélanger pour former une couleur blanchâtre. Elle permet de constater que la lumière blanche est en fait un mélange de toutes les couleurs de l arc-en-ciel. C est l inverse qui se produit dans le cas d un arc-en-ciel : des gouttes de pluie divisent en de nombreuses couleurs la lumière blanche provenant du soleil.

6 Vi R B O Ve J J Ve O B R Vi

7 Le prisme de gélatine Utilise de la gélatine pour étudier la façon dont la lumière traverse différentes matières et formes. Matériel 1 paquet de gélatine en poudre rouge, p. ex. de marque Jell-O (pas un produit sans sucre) un plat de cuisson de 8 pouces sur 8 pouces un couteau à pain ou emporte-pièces un pointeur laser rouge 1. Dans un plat de cuisson de 8 po sur 8 po, prépare la gélatine rouge de la manière décrite sur l emballage. Laisse-la refroidir pendant une nuit ou jusqu à ce qu elle ait pris. 2. Retire le bloc de gélatine du plat et dépose-le sur une surface propre. 3. Utilise le couteau à pain ou les emporte-pièces pour couper des formes géométriques comme celles illustrées ci-dessous. Les pointeurs laser peuvent endommager les yeux. Il ne faut jamais les diriger vers le visage d une personne. 4. Place les formes en gélatine sur une surface plane et dirige le rayon laser vers l une des faces. Qu arrive-t-il à la lumière lorsqu elle traverse la gélatine? 5. Fais des expériences en utilisant différentes formes et en donnant différents angles au rayon laser. Lorsque la lumière passe de l air à la gélatine, puis à nouveau à l air, elle est courbée, ou réfractée. En d autres mots, elle change de direction en passant dans un nouveau milieu. Tu peux voir le rayon laser à l intérieur des formes parce qu il est réfléchi par les minuscules particules de gélatine. Cette expérience ne peut fonctionner que si le rayon laser et la gélatine sont de la même couleur, parce que toutes les autres couleurs de lumière seront absorbées par la gélatine. Si ton pointeur laser est vert, tu dois utiliser de la gélatine verte.

8 Pour les expériences deux glaçons une feuille de papier de bricolage noir une feuille de papier de bricolage blanc un verre transparent un crayon une pièce de monnaie un bol en plastique (non transparent) ruban adhésif transparent carton de la taille d une demi-page marqueurs, crayons ou crayons de cire (rouge, orange, jaune, vert, bleu, violet) un bâton de colle ciseaux ficelle (2 mètres) un paquet de gélatine en poudre rouge, p. ex. de marque Jell-O (pas un produit sans sucre) un plat de cuisson de 8 pouces sur 8 pouces un couteau à pain ou emporte-pièces un pointeur laser rouge Livre Je veux tout savoir! La lumière Collectif Soulève les rabats, déplie les pages... et découvre tous les secrets de la lumière. (Éditions Gallimard, 2007) Lien Web Parle-moi de la lumière. Explore la science de la lumière, et trouve les réponses aux questions qui reviennent souvent à propos de la lumière et des lentilles. is/schoolzone/basesurlumiere.cfm