Reproduis la couleur bleu du ciel et un coucher de soleil !

Comment peut-on reproduire un coucher de soleil avec une lampe de poche, de l’eau et un peu de lait ?

Réalisation de l’expérience

Attention : cette expérience doit être réalisée sous la surveillance d’un adulte (voir section sur les avertissements).

Pour réaliser cette expérience, vous avez besoin d’un grand récipient rectangulaire transparent, idéalement d’un aquarium. Cependant, cela fonctionne également avec un vase ou un saladier en verre. Remplissez le récipient d’eau et ajoutez-y un peu de lait. Si tu éclaires l’eau laiteuse avec la lampe de poche, tu verras qu’elle a des reflets bleutés. Si tu regardes la lampe de poche à travers l’eau laiteuse, tu verras que la lumière est un peu jaune, voire rouge, comme un soleil couchant. Plus la distance parcourue par la lumière dans l’eau laiteuse est importante, plus le phénomène est amplifié.

Explications

La lumière émise par la lampe de poche est composée de différentes lumières de couleur, comme un arc en ciel. La lumière est déviée par les petites gouttes de lait en suspension dans l’eau. La lumière bleue est la plus déviée tandis que la lumière rouge est la moins déviée. Lorsque la lampe de poche éclaire l’eau laiteuse, la lumière bleue est donc diffusée dans toutes les directions. L’eau a donc l’air bleutée.

Du point de vue de la physique, la lumière dont les ondes sont courtes se diffuse mieux que celle dont les ondes sont longues. La lumière bleue est une lumière à ondes courtes. La longueur d’onde augmente ensuite en passant par le vert, le jaune et le rouge. C’est la raison pour laquelle la lumière rouge est la moins bien diffusée. Ce phénomène est clairement visible lorsqu’on regarde le faisceau de lumière de la lampe de poche dans l’eau laiteuse. Lorsque la distance parcourue par la lumière dans l’eau laiteuse est courte, la lumière bleue est la principale lumière diffusée. La lumière de la lampe de poche devient alors plus jaune qu’à la normale. Lorsque la distance parcourue est longue, plus la lumière doit parcourir de chemin et plus les autres couleurs de la lumière ont du mal à diffuser, comme le jaune, par exemple. À la fin, il ne reste plus que la lumière rouge. De face, le faisceau de lumière a donc l’air rouge.

Généralités

Le bleu du ciel et les jaune et rouge du soleil couchant résultent de la diffusion de la lumière.  De plus, la lumière du soleil est essentiellement diffusée par les molécules d’air. Ces molécules sont beaucoup plus petites que des gouttes de lait, mais les molécules d’air diffusent également bien mieux la lumière bleue que la lumière jaune ou rouge. Plus le soleil est bas, comme le soir, par exemple, plus la distance parcourue par la lumière dans l’atmosphère terrestre est importante. Lorsque la lumière du soleil nous parvient, toute la lumière bleue a été déviée et nous la voyons donc sous la forme d’un soleil couchant jaune-rouge. Les gouttes d’eau et les particules de poussières diffusent également la lumière. Plus il y en a dans l’air, plus le soleil a l’air rouge. Derrière les merveilleux couchers du soleil se cache donc un phénomène physique captivant !

Avertissements

Les récipients en verre peuvent casser en morceaux et être dangereux.

Astuces

Si tu fais l’expérience avec un aquarium, utilise un aquarium dans lequel il n’y a aucun poisson...

Tu ne dois pas ajouter trop de lait. Généralement, une cuillère à café ou à soupe suffit. Pour les petits récipients, quelques gouttes suffisent amplement.

Fais quelques essais afin de déterminer la quantité de lait avec laquelle l’expérience fonctionne le mieux. Quelle différence observes-tu lorsque tu regardes le faisceau de lumière de la lampe de poche du côté étroit et du côté large du récipient en verre ? Plus la distance parcourue par la lumière est longue, plus elle a l’air plus rouge. Si tu rajoutes du lait à l’eau, le faisceau de lumière sera également plus rouge, car la lumière sera mieux diffusée. Tu sais maintenant comment reproduire un coucher de soleil à la maison !

Autor: Ingo Knopf/scienceRELATIONS
Video: Ingo Knopf