Faisceau plat

Coupez l'eau au sabre de lumière !

Difficulté :
Danger :
Durée :
15 minutes

Sécurité

  • Vous utiliserez dans cette expérience un laser de classe 1. Il ne présente aucun danger si vous suivez les instructions.
  • Ne dirigez pas le faisceau laser vers les yeux ou le visage.
  • Ne mangez et ne buvez jamais aucune des substances fournies. N'utilisez pas à des fins culinaires.
  • Lisez attentivement la section « Manipulations des piles » du manuel de sécurité avant de continuer. N'oubliez pas de déconnecter le montage une fois l'expérience terminée.

Instructions pas à pas

Soyez très prudent dans l'obscurité : préparez tout ce dont vous aurez besoin à l'avance et dégagez un chemin entre l'interrupteur et la table ou demandez à quelqu'un d'éteindre les lumières.

Pour observer le déplacement d'un faisceau lumineux dans l'air, vous aurez besoin de quelque chose de plus sophistiqué qu'une lampe ordinaire. Un laser produira un faisceau de lumière étroit.

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Connectez les piles pour alimenter le laser.

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Vous ne verrez pas le faisceau se déplacer dans l'air, mais vous pouvez observer l'endroit où le faisceau s'arrête. Souvenez-vous de la forme que prend le point lumineux lorsqu'il n'y a pas d'obstacles devant le laser.

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Le faisceau peut non seulement traverser l'air, mais aussi des objets transparents. Le point lumineux sur le mur montrera comment le passage à travers le cylindre modifie la trajectoire du faisceau.

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Utilisons de l'eau pour essayer d'influencer la trajectoire du faisceau laser.

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Observez la façon dont cette configuration modifie la trajectoire du faisceau et affecte le point lumineux sur le mur.

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Pour visualiser la trajectoire du rayon, vous devez placer de nombreux petits obstacles réfléchissants sur son chemin, comme par exemple une suspension de paillettes.

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Une suspension de particules révélera le chemin parcouru par le faisceau. Vous pouvez observer comment les particules se déplacent dans la solution le long de la fine ligne du faisceau. C'est ce qu'on appelle la diffusion d'un faisceau laser.

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Élimination des déchets

  • Jetez les déchets solides avec les ordures ménagères.
  • Versez les liquides dans l'évier. Rincez abondamment à l’eau.
  • Jetez les piles usagées conformément aux réglementations locales.

Description scientifique

Au fait ! Ici, vous avez utilisé un laser : un appareil qui projette un faisceau étroit de rayons lumineux  dans une direction.Il s'avère que les objets transparents transmettent la lumière, mais changent également sa direction. Les rayons lumineux se courbent lorsqu'ils passent d'un milieu (air) à un autre (verre, eau). Ce phénomène est appelé réfraction.

Grâce à la réfraction, le point lumineux  devient une ligne lorsque vous placez le cylindre transparent  sur la trajectoire du faisceau . Étudions comment cela se déroule. Avant d'entrer en contact avec le cylindre , tous les rayons  vont dans une seule direction. Ils se courbent ensuite à deux reprises : lorsqu'ils entrent dans le cylindre et lorsqu'ils en ressortent. Les rayons sont réfractés de manière à se rassembler derrière le cylindre, puis à diverger sur les côtés , se propageant comme les plumes d'un éventail.

Pour visualiser le trajet de la lumière, on peut utiliser une suspension contenant de minuscules particules réfléchissantes . En les traversant, les rayons sont réfléchis par les particules qu'ils rencontrent sur leur chemin. Les rayons réfléchis atteignent nos yeux et nous découvrons alors le trajet du faisceau. Vu de côté, le laser semble couper le liquide du verre comme un couteau.