Réfraction de la lumière

Réfraction de la lumière

Par rgouge  

janvier 31, 2017

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À la suite de notre atelier d’exploration scientifique sur la lumière et le laser, on vous propose de vérifier la compréhension des élèves et de pousser leurs réflexions plus loin! À l'aide du matériel requis, ils découvriront le comportement surprenant de la lumière lorsqu’elle passe dans l’eau. Cette activité leur permettra de se familiariser avec le concept de réfraction de la lumière.

Matériel

Un morceau de papier

Un crayon de couleur à grosse pointe

Un gros verre transparent

De l’eau



Instructions

1- Tracer une flèche de 5 centimètres pointant vers la gauche sur le morceau de papier.

2- Tracer une deuxième flèche identique sous la première flèche.

3- Placer le morceau de papier contre un mur ou une surface dure de manière à le faire tenir droit.

4- Placer le verre transparent devant les flèches en s’assurant que les flèches sont bien visibles.

5- Remplir le verre à moitié avec de l’eau.

RÉFRACTION DE LA LUMIÈRE

Notes

Voici une question à poser à vos élèves.
Question 1 : Qu’est-ce qui arrivera aux flèches lorsque l’eau sera versée dans le verre?

Réponse 1 : Elles changeront de direction!

Explications
La lumière voyage en ligne droite à une vitesse de 300 000 km/s. Elle change de vitesse lorsqu’elle change de milieu, par exemple lorsqu’elle entre dans l’eau après avoir voyagé dans l’air. Si la lumière entre dans un milieu transparent en ligne droite, elle continuera en ligne droite. Par contre, si elle entre dans un nouveau milieu avec un angle, elle changera de vitesse et de direction. C’est ce qui se passe avec la courbe du verre transparent. La lumière va dévier et l’oeil recevra une image inversée. L’image ci-dessous te permettra de mieux visualiser ce qui se produit.

Bon à savoir
- La lumière voyage en ligne droite.
- La lumière change de direction lorsqu’elle change de milieu (ex. : en traversant de l'eau).
- La réfraction est le phénomène lumineux au cours duquel la lumière change de vitesse et de direction après être passée d’un milieu transparent à un autre. Le changement de direction sera beaucoup plus important si la lumière entre avec un angle ou frappe un objet courbé.

Conseils pédagogiques
Si vos élèves en redemandent, alors jouez sur les variables. De cette manière, vous transformez une simple exécution de recette en une authentique démarche active! À vous de formuler la question afin de l'adapter à vos élèves et à votre intention pédagogique. Pour vous assurer d'inclure la démarche en science et les critères d'évaluation, vous pouvez vous faire “un cahier de l'élève” à l’aide du planificateur de sciences au http://leplanificateurdesciences.org/.

Voici un exemple de question alternative à poser à vos élèves :
- Pourquoi les flèches ont-elles changé de direction?
Dans ce cas-ci, vous posez la question APRÈS avoir versé l’eau. Cette approche peut s’avérer plus intéressante si vous avez moins de temps et de matériel. Vous pouvez le faire en démonstration et pourrez surtout susciter une discussion.

Voici un exemple de variables à intégrer dans l’expérience :
- Obtient-on le même résultat avec un autre liquide? (ex. : du vinaigre, de l’huile, du jus…)

En tout temps, soyez à l’écoute des questions de vos élèves. Ces dernières peuvent vous mener sur d’intéressantes pistes à explorer!

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