TP arc en
ciel |
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Proposez
une expérience qui permettrait de fabriquer un arc-en-ciel dans la salle de
classe.
Pour
cela vous disposez d’un projecteur de diapositives, de divers pulvérisateurs
d’eau sous forme de fines gouttes, d’un évier, d’un tabouret, d’une rallonge
électrique, d’un canson noir...
Quelles sont les 5 conditions à réaliser
pour pouvoir observer l’arc-en-ciel ? (Aidez-vous de tous les documents
mis à votre disposition pour répondre à cette question)
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Faites un schéma du montage avant de la
réaliser. (Vous devez mettre le moins d’eau possible en dehors de
l’évier !)
Si vous ne réussissez pas, vous avez la possibilité de réaliser une des deux expériences suivantes (proposées sur http://www.inrp.fr/lamap/?Page_Id=33&Action=%3D+3&Element_Id=353&DomainScienceType_Id=14&ThemeType_Id=29 )
Pour fabriquer l'arc-en-ciel il
faut quelque chose pour remplacer le soleil (une source de lumière puissante,
par exemple un projecteur des diapositives) et quelque chose pour remplacer des
gouttelettes d'eau suspendues dans l'air. J'ai lu que les japonais utilisent
des microbilles en verre (
En revanche, j'ai vu une expérience-modèle destinée
aux professeurs du collège, ou il n'y avait qu'une seule grosse goutte, à
savoir un ballon en verre (emprunte au labo de chimie) rempli d'eau. La source
de lumière doit se trouver dans le dos et au-dessus de l'observateur (comme le
soleil) et il est préférable (pour l'effet de contraste) de placer un fond noir
de l'autre cote de la "goutte" (qu'il faut regarder de loin - au
moins 2-
Personnellement, je conseille plutôt d'installer un jet d'eau sur la pelouse et
d'aller observer un mini arc-en-ciel en se plaçant de façon a avoir le soleil
dans le dos et un grand objet de couleur sombre de l'autre côté du jet (dans
les conditions "naturelles" l'arc-en-ciel est d'autant plus beau que
les nuages sont sombres : toujours le même effet de contraste). L'expérience ne
marchera pas a midi, car le soleil ne doit pas être trop haut dans le ciel et
on voit mieux n'étant pas trop près du jet - une dizaine de mètres est une
bonne distance.
Matériel :
- lampe de bureau, équipée d'une petite ampoule à halogène avec réflecteur
un verre
lisse, si possible pas trop épais, à moitié rempli d'eau.
-une bande de papier assez grande pour couvrir la moitié du verre -d'un coté et
sur toute la hauteur- dans laquelle on découpe au cutter une fente d'un à deux
centimètres de long et de un à deux millimètres de large.
- une feuille de papier blanc.
Réalisation :
Saisir le verre recouvert de la bande de papier coté lampe, et le tenir incliné
de manière que la lumière de la lampe éclaire la fente, rencontre la surface de
l'eau et traverse l'eau.
Poser la feuille de papier sur la table, dans l'ombre de la main et du verre.
En faisant varier la position du verre et l'orientation de l'eau dans le verre
par tâtonnement, on observe une tache lumineuse irisée comme l'arc-en-ciel. La
tache est plutôt décalée vers l'ombre de la main, rouge vers le haut de l'ombre
du verre et bleu vers le bas.
Quelles ressemblances avec l'arc-en-ciel ?
La lumière de la lampe (blanche comme celle du soleil) est décomposée en
lumières colorées par l'eau (il pleut quand on observe un arc-en-ciel) et on ne
voit la tache irisée que dans certaines positions de l'eau.
De même on ne voit l'arc-en-ciel que dans certaines conditions (positions du
soleil, du nuage et de l'observateur, le dos au soleil).
Ce ne sont pas, dans cette expérience, des conditions d'observation directe
comme pour l'arc-en-ciel puisqu'on utilise un papier pour observer la tache.
Ma réponse est amplement inspirée d'une brochure éditée par le Palais de la
découverte écrite par J.P. Maury, L'arc-en-ciel, qu'est-ce que c'est? Ed
Ophrys, 1986.