Te souviens-tu du Chat du Cheshire, dans Alice au Pays des Merveilles ? Celui qui a le pouvoir de disparaître pour échapper aux soldats de la Reine de Coeur ? Avec cette expérience, tu vas faire disparaître le chat du Cheshire dans un verre d’eau, et ne garder que son sourire et ses yeux malicieux. En utilisant non pas la magie, mais le pouvoir de la réflexion totale interne de la lumière.
Tu auras besoin :
- D'un crayon
- Un feutre noir
- Une petite feuille de papier blanche (demi A4)
- Un marqueur indélébile fin
- D'un récipient en verre assez profond pour immerger le dessin
- De l'eau
- D'un sac Ziploc
A partir de 6 ans
Difficulté : facile
Faisons l'expérience
Avec ton crayon, dessine le chat du Cheshire sur ta feuille. Tu peux le décalquer ou simplement imprimer le modèle disponible sur cette page.
Repasse sur les lignes avec un marqueur noir.
Place ensuite ton dessin dans le sac Ziploc et ferme le bien.
Avec ton marqueur indélébile, repasse sur la bouche et les yeux pour que ces parties du dessin soient reproduites sur le sac.
Remplis ton récipient avec de l’eau jusqu’en haut..
C’est maintenant que tu t’amuses. Plonge doucement ton dessin dans l’eau. Attention, il faut le mettre parfaitement verticale.
Tu vois ? Ton chat disparaît, et seuls restent son sourire et ses yeux tracés au marqueur indélébile.
Comprendre l'expérience
Tes yeux détectent la lumière, ou pas !
Chaque objet que tu vois renvoie de la lumière. C’est cette lumière réfléchie par ces derniers qui arrive à tes yeux, sur ta rétine, plus précisément, l’organe situé au fond de ton œil. Celle-ci communique avec le cerveau grâce au nerf optique, ce qui nous permet d’interpréter les images que nous voyons.
Tu peux déjà conclure ici que si le chat disparaît, c’est que la lumière n’arrive pas à tes yeux quand tu plonges le sac dans l’eau. Mais pourquoi ?
C’est à cause de la réflexion totale interne de la lumière. Kesako ?
Tu as plongé ton chat dans l’eau, c’est-à-dire dans un autre milieu transparent, mais qui cette fois est composé d’eau. Quand la lumière passe du milieu aqueux vers le milieu gazeux, celle-ci change un peu de direction, car les deux milieux n’ont pas la même densité. On parle de réfraction de la lumière. Si tu augmentes cet angle au-delà d’une valeur critique de 90°, la lumière ne ressort pas de l’eau, on parle de réflexion interne. Quand tu te places au-dessus de ton récipient rempli d’eau, c’est ce qu’il se passe. La lumière qui normalement arrive sur le chat est totalement réfléchie dans l’eau. Si bien qu’elle ne parvient pas à tes yeux. Tu as donc l’illusion que le chat disparaît. En réalité, il est là… mais tu ne peux le voir puisque la lumière correspondant à l’image du chat ne peut sortir de l’eau.
Par contre, la partie écrite sur le sac Ziploc n’est pas totalement réfléchie. Dès lors, tu peux observer ce qui est inscrit dessus, à savoir, les yeux et la bouche.
Le savais-tu ?
La lumière pour transporter tes messages dans une fibre optique
Les fibres optiques utilisent le principe de la réflexion totale interne pour transporter les signaux du téléphone, d’internet ou de la télévision. À l’intérieur, elle est composée d’une matière qui permet à la lumière d’être totalement réfléchie, encore et encore et encore. Si bien que des signaux peuvent être envoyés sur de très longues distances sans perdre la qualité du signal.
Concrètement, un ordinateur moderne convertit un signal électrique en signal lumineux. La lumière se propage dans la fibre optique jusqu’à sa destination. Le signal réceptionné est converti de nouveau en signal électrique.
Défi
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