En
début d'année de 1èreS, Paul Brasseur, Cécile
Delaye
et Joelle
Quertinmont
cherchent un sujet de physique expérimentale à
étudier dans le cadre de l'Atelier Scientifique...
La séance "jolies manips" sur les illusions d'optique leur donne l'idée de s'intéresser aux phénomènes des mirages ! |
mirage
supérieur (mélange eau
salée-eau) mirage inférieur (mélange eau-éthanol) |
Dans un
premier temps, ils apprennent à maîtriser
les
expériences classiques de propagation d'un faisceau
lumineux dans un milieu non homogène afin de comprendre les
phénomènes de mirages inférieur et
supérieur.
Puis ils montent une manip avec deux laser permettant de comprendre l'inversion de l'image parfois observable lors des mirages. |
Le projet en cours :
Paul, Cécile et Joelle cherchent à exploiter plus quantitativement leurs expériences. Deux méthodes de mesures différentes ont permis d'estimer correctement le gradient d'indice dans le cas de l'expérience reproductible du mirage supérieur obtenu avec un mélange d'eau et d'eau saturée en sel. Dans l'air, difficile aussi d'estimer le gradient d'indice... Néanmoins les expériences menées montrent qu'il est environ mille fois plus petit que dans l'expérience en milieu aqueux. Actuellement, ils espèrent pouvoir confronter la déviation du faisceau laser mesurée expérimentalement à celle calculée à partir d'un modèle théorique de l'équation du rayon lumineux dans un milieux aqueux non homogène... La mise en place de cette expérience est très délicate : elle suppose de contrôler un maximum de paramètres (angle d'incidence, gradient d'indice, hauteur du point d'impact du laser...) Quant à l'élaboration d'un modèle théorique permettant de calculer la déviation du faisceau, elle est aussi mathématiquement très compliquée ! L'ensemble de leur étude est disponible dans leur dossier. |
montage
permettant la mesure du gradient d'indice
figure observée sur l'écran |