La lumière visible et invisible

, par Phil M.

Objectifs :

explorer les différentes lumières (visibles et "invisibles")

Principe :

Differents ateliers permettent d’expérimenter sur les lumières visibles, infra-rouge et ultraviolet.
Sur chaque poste, on dispose d’une source, d’un détecteur et de différents matériaux permettant de tester la transmission ou l’absorption de la lumière.
Les élèves peuvent se rendre compte de l’existence de lumières "invisibles" à l’oeil mais que l’on peut détecter.

Ateliers

Atelier démo :
lumière visible
détecteur : l’œil

Atelier 1 :
Plaque chauffante et Infra-rouge
Détecteur : la main

Atelier 2 :
Télécommande et infra-rouge
Détecteur : un appareil photo numérique

Atelier 3 :
Lampe à ultra-violet
Détecteur : encre invisible

écrans
Papier blanc, noir, transparent, papier calque, papier sulfurisé, papier aluminium

Discussion et démonstration (15 minutes)

Distribuez les documents du spectre électromagnétique.

Question

Demandez aux élèves pourquoi les astronomes observent le même objet dans l’espace - comme une étoile - dans des longueurs d’onde différentes.

Attendre les réponses.

Explication...
Voici une courte fable qui explique pourquoi :
Un groupe d’aveugles est invité à toucher un éléphant pour apprendre à quoi il ressemble. Chacun touche une partie différente, mais seulement une partie, comme le tronc, la jambe ou la queue. Ils comparent ensuite leurs expériences sur ce qu’est un éléphant, et apprennent qu’ils sont en désaccord complet (c’est un arbre, un mur, un serpent, etc) sur ce qu’un éléphant ressemble. Mais s’ils combinent toutes leurs expériences, ils arrivent à une description plus complète de l’éléphant et de prendre conscience sa vraie nature.

Quand nous regardons dans l’Univers, les astronomes jouent les parties des aveugles. Ils observent des objets comme des étoiles dans différentes longueurs d’onde, puis partagent leurs informations. Cela leur permet d’apprendre beaucoup plus sur ce qu’ils regardent que si ils travaillaient seuls.

Sources primaires / objets diffusants
Dites aux élèves que vous allez parler de sources et détecteurs de la lumière.
Rappels : aux élèves de citer sources primaires/objets diffusants (pré-requis)

Dites-leur que la lampe de poche est une source de lumière parce qu’elle produit sa propre lumière. Demander quelles autres sources de lumière peuvent-ils voir dans la salle. Permettez aux élèves de répondre. Notez que beaucoup d’objets (comme la Lune, un miroir, et même la Terre elle-même) ne sont pas
source primaire de lumière. Les sources de lumière produisent elles-mêmes la lumière - une étoile est un bon exemple.

Détecteurs...
Demandez-leur comment nous savons que la lumière est là. Permettez aux élèves de répondre. Conduisez-les à la réponse de "avec nos yeux".
Nos yeux sont des détecteurs de lumière.
La station de démonstration, la lumière visible, sa source et son détecteur.

Quels autres types de détecteurs connaissent-ils ?
Les exemples les plus courants sont les appareil photo et caméras vidéo. Tenez une feuille blanche de papier blanc. Expliquez que diffuse la lumière visible de la pièce ou la lumière du jour, c’est pourquoi nous pouvons le voir. Le papier blanc pourrait donc
être considéré comme un détecteur, mais nos yeux sont les vrais détecteurs.

écrans...
Certains matériaux laissent passer la lumière, d’autres non.
Demander de formuler des hypothèses.
Vérifier hypothèses sur atelier démo.

Demander aux élèves de faire le même travail sur les autres ateliers.

Source : Afterschool universe