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Démarche d'investigation en 4ème
Décomposition de la lumière blanche
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Notion abordée :

- Réaliser la décomposition de la lumière en utilisant un prisme ou un réseau

- La lumière blanche est composée de lumière colorées

Prérequis :

Cette activité est proposée au début de la partie C1 - "Lumières colorées et couleur des objets".

Elle ne nécessite donc aucun prérequis du programme de 4ème .

Durée :

1 h 30 min.

Déroulement :

Les élèves travaillent à partir du texte historique suivant relatant les travaux de Newton.

Documents :  

En 1660, le savant anglais Newton, qui a alors 18 ans, cherche à mieux comprendre la lumière. Il passe son temps enfermé dans une pièce toute noire. La lumière blanche du Soleil ne rentre dans la pièce que par une fine fente à travers un volet.

  • Trouver le protocole expérimental permettant de reconstituer sur votre table la situation dans laquelle se trouvait Newton.

Devant ce faisceau, Newton promène tantôt une feuille de papier, tantôt sa main, et parfois il laisse la lumière traverser la pièce pour observer ce qui se passe sur le mur d’en face.

  •  Réaliser la manipulation et décrire ce que Newton a observé.    

On observe un trait lumineux blanc sur l’écran 

Poursuivant son investigation, Newton essaie d’intercepter la lumière juste après la fente du volet avec  un prisme triangulaire, un simple morceau de verre à 3 faces égales.

  • Refaire l’expérience de Newton non pas avec un prisme mais avec un réseau (qui joue le même rôle que le prisme).

    Représenter puis décrire ce que Newton a observé.

    Ecran vu de face

     

    Quand on place le réseau dans le faisceau lumineux, on voit la lumière blanche au centre et de chaque côté, des bandes avec les couleurs de l’arc en ciel : c’est le spectre continu de la lumière blanche.

« Quel étrange phénomène de voir la lumière blanche s'évaporer ! Où est-elle passée ? », se demande le savant.

  • Pensez-vous que cela soit la bonne explication ?

Non ; La lumière blanche n’a pas disparu et elle s’est encore moins évaporée (= changement d’état !)

  • Alors d’après vous que s’est-il passé ?

La lumière blanche est formée des différentes couleurs de l’arc en ciel. En traversant le réseau (ou un prisme), la lumière se décompose en plusieurs couleurs qu’elle contient.

  • Rechercher une expérience permettant de vérifier votre hypothèse.

     

    On superpose les différentes couleurs de l’arc en ciel avec un disque recouvert de secteurs de couleurs différentes. En faisant tourner le disque, on voit de la lumière blanche.

Fiche corrigée

En 1660, le savant anglais Newton, qui a alors 18 ans, cherche à mieux comprendre la lumière. Il passe son temps enfermé dans une pièce toute noire. La lumière blanche du Soleil ne rentre dans la pièce que par une fine fente à travers un volet.

  • Trouver le protocole expérimental permettant de reconstituer sur votre table la situation dans laquelle se trouvait Newton.


Devant ce faisceau, Newton promène tantôt une feuille de papier, tantôt sa main, et parfois il laisse la lumière traverser la pièce pour observer ce qui se passe sur le mur d’en face.

  •  Réaliser la manipulation et décrire ce que Newton a observé.    


Poursuivant son investigation, Newton essaie d’intercepter la lumière juste après la fente du volet avec  un prisme triangulaire, un simple morceau de verre à 3 faces égales.

  • Refaire l’expérience de Newton non pas avec un prisme mais avec un réseau (qui joue le même rôle que le prisme).

    Représenter puis décrire ce que Newton a observé.

« Quel étrange phénomène de voir la lumière blanche s'évaporer ! Où est-elle passée ? », se demande le savant.

  • Pensez-vous que cela soit la bonne explication ?

  • Alors d’après vous que s’est-il passé ?

  • Rechercher une expérience permettant de vérifier votre hypothèse.

Fiche élève

Isabelle HAMBERGER - Collège "le Petit Prétan" - GIVRY || Eric HAMBERGER - Collège Louise Michel - CHAGNY || Avril 2008