Pourquoi le ciel apparaît bleu alors que l'espace est noir ?
Difficulté
Facile
Durée
15 minute(s)
Disciplines scientifiques
Astronomie, Optique
Introduction
Avant de commencer cette activité, un petit rappel : la lumière qui nous parvient du soleil nous apparaît blanche parce q'elle est constituée de différentes couleurs. Si vous ne l'avez pas encore fait, je vous conseille d'essayer l'expérience de l'arc-en-ciel : https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Arc-en-ciel_de_chambre
- Matériel et outils
Pot en verre 
Pot en verre (récupéré après consommation de yaourt, etc.)
Eau 
L'eau est une substance essentielle à la vie. Transparente, sans goût et sans odeur, on la consomme le plus souvent dans son état liquide.
Lait 
Le lait est un liquide biologique comestible généralement de couleur blanchâtre produit par les glandes mammaires des mammifères femelles. Riche en lactose, il est la principale source de nutriments pour les jeunes mammifères avant qu'ils puissent digérer d'autres types d'aliments. Le lait en début de lactation, de couleur jaunâtre, présente une composition différente et est appelé colostrum. Il porte les anticorps de la mère, réduisant ainsi le risque de nombreuses maladies chez le nouveau-né, et contient de nombreux autres nutriments indispensables.
Lampe 
Une lampe torche ou lampe de poche est un appareil électrique portable produisant de la lumière. Celle-ci peut être générée par une ampoule située au foyer d'un miroir concave, ou, de plus en plus fréquemment, par des LED, aussi puissantes et plus économes .
Étape 1 - Se placer à l'obscurité
Place toi dans une pièce obscure ou ferme les volets de la pièce dans laquelle tu fais l'expérience.
Étape 2 - Sans atmosphère
Avec la lampe, éclaire à travers le pot vide. De quelle couleur est la lumière qui ressort quand tu regardes sur le côté du pot ? et par dessus ?
Étape 3 - Avec une atmosphère
Met de l'eau dans le pot et ajoute une dizaine de gouttes de lait dans ton eau. Éclaire à nouveau à travers le pot.
De quelle couleur est la lumière cette fois-ci ?
A ton avis pourquoi observe-tu cela ?
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Lorsqu'on regarde la lumière à travers le bocal remplit d'air, on voit la lumière telle qu'elle est : blanche.
Lorsqu'on regarde à travers le bocal remplit d'eau + lait, la lumière prend une teinte bleutée.
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Il faut une source de lumière blanche pour ne pas fausser les résultats.
Explications
Le pot rempli d'eau symbolise l'atmosphère terrestre. On ajoute du lait pour symboliser les poussières et les gaz présents dans l'atmosphère.
Si n'y avait pas d'atmosphère , le ciel aurait la couleur du soleil, donc blanc : si on regarde la lampe directement, on voit que la lumière est blanche. Lorsqu'on regarde à travers le bocal d'eau + lait, on voit la lumière bleue.
C'est comme si l'atmosphère qui entoure la Terre "filtrait" la lumière du soleil et ne nous renvoyait que certaines couleurs. Comme on peut le voir dans l'expérience, la lumière bleue est déviée dans tous les sens lorsqu'elle arrive sur les particules de lait. Dans l'atmosphère la lumière du soleil est déviée par les molécules de gaz. La composition de notre atmosphère et son épaisseur fait que ce sont les longueurs d'ondes correspondant au bleu qui sont déviées.
Plus d'explications
La lumière du soleil nous apparaît jaune car l'atmosphère dévie certains rayons lumineux, comme cela a été dit précédemment. La lumière du soleil est en fait blanche car le soleil émet différentes longueurs d'ondes qui correspondent aux différentes couleurs du spectre lumineux.
Dans l'étape 2, lorsqu'on regarde bien en face de la lumière à travers le bocal, on peut observer un point rouge. Cela est dû au fait que la lumière rouge et la lumière bleue ne sont pas diffusées de la même façon. La lumière rouge est moins bien déviée que la lumière bleue. Le soir, lorsque le soleil se couche, le ciel prend une couleur rouge. Lorsqu'il se couche, le soleil est en fait au niveau de l'horizon, la couche d'atmosphère à traverser est plus épaisse. Les rayons de lumière bleus sont plus déviés et ceux de lumière rouge peuvent arriver jusqu'à nous plus facilement.
Applications : dans la vie de tous les jours
La couleur du ciel lorsque le soleil se lève ou se couche
Les images de l'espace : l'espace parait noir.
Éléments pédagogiques
Sources et ressources
https://www.123couleurs.fr/explications/explications-mati%C3%A8re/tm-couleursdiffusion/
Dernière modification 23/04/2020 par user:Gwen72.
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