Comment expliquer la couleur du ciel bleu et la couleur du soleil lors d’un coucher de soleil ?

(http://www.educnet.education.fr/meteo/eaubonne/html/eaub152.htm )

L’étude du bilan radiatif, de l’effet serre... tient compte de la diffusion de la lumière solaire par les particules présentes dans l'atmosphère et par les nuages. On parle de diffusion de la lumière lorsqu’une source de lumière envoie de la lumière dans toutes les directions. La diffusion atmosphérique est à l'origine de la couleur rouge-orangé du Soleil à son lever ou à son coucher, alors que "l'épaisseur" d'atmosphère à traverser pour le rayonnement solaire est la plus grande. Pour ce qui est du rôle des nuages, l’importance de la diffusion dépend du diamètre des gouttelettes constituant le nuage. Ci-contre : église éclairée par un coucher de soleil (photo : Yves Corboz)

Questions préliminaires (d’après le texte ci-dessus)

1) Qui est responsable de la diffusion de la lumière du soleil dans l’atmosphère ?

2) Qu’entend-on par diffusion de la lumière ?

Expérience préliminaire : de quoi est composé la lumière blanche ?

Pour répondre à cette question, vous allez étudier la propagation de la lumière en utilisant un kit d’optique.

Allez chercher le matériel suivant : générateur 12V/5A, kit optique (lampe, fentes, miroirs, lentilles convergentes et divergentes,...).

Branchez la lampe du kit optique au générateur (en position 12V).

1) Placer un prisme dans le faisceau lumineux.

2) Qu’observez-vous ?

3) Faites pivoter le prisme sur sa base sans le changer de place. Qu’observez-vous ? Peut-on voir des couleurs sortir d’une face du prisme ? Comment les expliquer ? (filmer la lumière avant et après le prisme – film à insérer dans la page web)

4) Que peut-on conclure ?

Expérience : Coucher de soleil et ciel bleu

Protocole expérimental

Mesurer un volume de 50 mL de thiosulfate de sodium à l’aide d’une éprouvette graduée.
Verser le thiosulfate de sodium dans un bécher.
Placer un transparent contenant une image de palmier sur le rétroprojecteur.
Placer le bécher sur le transparent posé sur le rétroprojecteur.
Mesurer un volume de 5 mL d’acide chlorhydrique à l’aide d’une petite éprouvette graduée.
Verser l’acide chlorhydrique dans le bécher.

Exploitation de l’expérience

Qu’observez-vous ? (au niveau du mélange et au niveau de l’image du bécher sur l’écran)

Comment peut-on interpréter vos observations ? (expliquez ce que vous avez observé)

Que peut-on conclure ?

Peut-on faire un lien entre le mélange et le ciel bleu ? Si oui, lequel ?

Peut-on faire un lien entre l’image du bécher sur l’écran et le soleil ? Si oui, lequel ?

Refaite l’expérience en filmant à la fois la couleur du mélange dans le bécher et la couleur de l’image du bécher sur l’écran (film à insérer dans la page web)

Matériel nécessaire :

-  Un rétroprojecteur
-  Un bécher ou une petite cuve cylindrique de plus -  grand diamètre

- Un transparent comportant une image de palmier
-  Thiosulfate de sodium de concentration 0,1mol.L^-1 et acide chlorhydrique de concentration 1 mol.L^-1