La lumière et les couleurs : miroirs, arcs-en-ciel et ciel bleu
Comment la lumière se propage, comment les miroirs la réfléchissent, comment la lumière blanche se décompose en couleurs, ce qui donne leur couleur aux objets, et pourquoi le ciel est bleu. Avec une expérience pour fabriquer un arc-en-ciel.
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La lumière se propage en ligne droite, selon des rayons. Elle peut changer de direction quand elle rencontre un miroir ou passe d'un matériau à un autre, par exemple de l'air à l'eau.[3]
Quand la lumière arrive sur un miroir, elle repart avec le même angle que celui avec lequel elle est arrivée : l'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence. Un miroir lisse réfléchit la lumière de façon régulière, alors on voit une image. Un papier rugueux diffuse la lumière dans toutes les directions : c'est pour ça qu'on peut lire une page sous n'importe quel angle.[4]
La lumière blanche est un mélange de toutes les couleurs visibles. Un prisme en verre ou une goutte de pluie dévie chaque couleur d'une quantité un peu différente, alors les couleurs s'étalent : rouge, orange, jaune, vert, bleu et violet. Le violet est le plus dévié, le rouge le moins. Un arc-en-ciel se forme quand la lumière du Soleil est déviée et réfléchie à l'intérieur des gouttes de pluie.[5]
Pourquoi une fraise est-elle rouge ? La couleur d'un objet, c'est la lumière qu'il réfléchit ; les autres couleurs sont absorbées. Une fraise réfléchit surtout la lumière rouge et absorbe presque tout le reste.[2]
Pourquoi le ciel est-il bleu ? La lumière du Soleil contient toutes les couleurs. Les gaz de l'air diffusent la lumière bleue, dont les ondes sont plus courtes, bien plus que la lumière rouge, alors la lumière bleue arrive à nos yeux de tout le ciel. Au coucher du Soleil, la lumière traverse beaucoup plus d'air : presque tout le bleu est diffusé en chemin, et il reste les rouges et les jaunes.[1]
La lumière est ce qu'il y a de plus rapide : environ 300 000 km par seconde. Malgré cela, la lumière du Soleil met environ huit minutes pour parcourir les 150 millions de km qui nous séparent de lui.[6][7]
Essaie: Fabrique un arc-en-ciel
Il te faut
- Un verre transparent rempli d'eau
- Une fenêtre ensoleillée (ou une lampe de poche puissante)
- Une feuille de papier blanc
- Facultatif : un vieux CD
Sécurité
Ne regarde jamais directement le Soleil. Garde l'eau loin des prises électriques.
Ce qu'il faut faire
- Remplis le verre d'eau presque jusqu'en haut.
- Pose-le sur une table ou un rebord de fenêtre en plein soleil, près du bord.
- Tiens la feuille blanche en dessous, sur le sol ou une chaise, et déplace-la jusqu'à voir une bande de couleurs.
- Note l'ordre des couleurs que tu vois.
- Facultatif : incline un CD dans la lumière. Vois-tu à nouveau les couleurs ?
Que se passe-t-il, et pourquoi ?
La lumière du Soleil est un mélange de couleurs. En entrant dans l'eau et en en sortant, elle est déviée, et chaque couleur est déviée d'une quantité un peu différente : les couleurs s'étalent en un petit arc-en-ciel. Le violet est le plus dévié et le rouge le moins, donc ils apparaissent aux deux bords opposés.[5]
Joue: Détective de la lumière
Que fait la lumière ici ? Elle est réfléchie, décomposée en couleurs, diffusée ou absorbée ?
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