Différences entre les pages « Arc-en-ciel de chambre » et « Propagation du son dans l'eau et l'air »

 
 
Ligne 1 : Ligne 1 :
 
{{Tuto Details
 
{{Tuto Details
|Main_Picture=Arc-en-ciel_de_chambre_52309319_500107040517057_4445307871667683328_n.jpg
 
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
|Description=Comment profiter d'un arc-en-ciel dans une chambre... avec juste de l'eau et de la lumière ?
+
|Description=Le son est-il audible de la même manière à travers tous les matériaux ?
|Disciplines scientifiques=Optical
+
|Disciplines scientifiques=Acoustics, Physics
 
|Difficulty=Easy
 
|Difficulty=Easy
|Duration=10
+
|Duration=5
 
|Duration-type=minute(s)
 
|Duration-type=minute(s)
 +
|Tags=vibration, son, onde, eau, air, densité
 
}}
 
}}
 
{{Introduction}}
 
{{Introduction}}
 
{{Materials
 
{{Materials
 
|ItemList={{ItemList
 
|ItemList={{ItemList
 +
|Item=Ballon de baudruche
 +
}}{{ItemList
 
|Item=Eau
 
|Item=Eau
}}{{ItemList
 
|Item=Bassine
 
}}{{ItemList
 
|Item=Miroir
 
}}{{ItemList
 
|Item=Feuille papier 80g
 
 
}}
 
}}
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Installation
+
|Step_Title=Réunir le matériel
|Step_Content=Place la bassine dans un endroit où elle est exposée à la lumière (du soleil si possible, d'un spot si vous habitez à Brest).
+
|Step_Content=- 2 ballons de baudruche
|Step_Picture_00=Arc-en-ciel_de_chambre_52033811_386572922119187_8888200721879531520_n.jpg
+
 
 +
- De l'eau
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Préparation
+
|Step_Title=Préparer l'expérience
|Step_Content=Verse de l'eau dans la bassine et plonge le miroir à moitié dans l'eau.
+
|Step_Content=- Rempli un premier ballon d'eau jusqu'à ce qu'il soit de la taille d'un melon et le fermer. Pour pouvoir le remplir plus facilement, tu peux le gonfler d'air une première fois pour détendre le plastique.
|Step_Picture_00=Arc-en-ciel_de_chambre_51943264_382458575875519_4471798113257914368_n.jpg
+
 
|Step_Picture_01=Arc-en-ciel_de_chambre_Arc-en-ciel_de_chambre_51359045_416483045561426_4087729819683389440_n.jpg
+
- Gonfle le deuxième ballon d'air de façon à ce qu'il ait la même taille que celui remplit d'eau.
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Chercher l'arc en ciel
+
|Step_Title=Réaliser la manipulation
|Step_Content=Orienter le reflet de la lumière vers la feuille blanche. Que peut-on observer ?
+
|Step_Content=- Mettre le ballon plein d’air contre son oreille et tapoter avec ces doigts.
|Step_Picture_00=Arc-en-ciel_de_chambre_52450070_366058647548330_1749135691972870144_n.jpg
 
}}
 
{{Notes
 
|Observations=Un arc-en-ciel apparaît sur la feuille blanche.
 
  
On voit bien la décomposition de la couleur blanche de la lumière en un ensemble de couleurs. Les couleurs les plus importantes sont le rouge, le bleu et le vert.
+
Qu'entends-tu ?
|Explanations=La lumière blanche est composée de plusieurs couleurs. Lorsqu'un rayon de lumière change de milieu (ici de l'air à l'eau puis de l'eau à l'air), cela sépare ses différentes couleurs et crée un arc-en-ciel.
 
  
===[[http://www.wikidebrouillard.org/index.php?title=Arc_en_ciel_de_chambre&action=edit&section=8 modifier]]  '''Questions sans réponses'''===
+
- Prendre le ballon remplis d'eau et le mettre contre son oreille pour tapotter dessus de la même façon.
Quelle est la définition d'une couleur ? Quel est le lien entre la couleur d'un objet et la lumière qui l'éclaire ?
 
|Deepen==== '''Allons plus loin dans l'explication''' ===
 
Chaque couleur est caractérisée par une longueur d'onde de l'ordre du nanomètre. Les couleurs visibles par l'œil humain sont les couleurs dont la longueur d'onde se situe entre 380 et 740 nanomètres.
 
  
[ < 380] ultraviolet
+
Est-ce différent ?
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=Pour aller plus loin
 +
|Step_Content=Essaye maintenant de coller ton oreille sur le bois de la table et demande à quelqu'un de tapoter doucement sur cette table à l'autre bout.
  
[380 - 446] violet
+
Qu'entend-tu ?
  
[446 - 520] bleu
+
Tu peux répéter l’opération avec pleins de matériaux différents (sur l'assise du canapé, sur le mur, sur le sol, sur ton lit, sur un tapis, sur ton bras, etc) Comment pourrais-tu les classer en fonction de leur efficacité à transmettre le son ?
 
+
}}
[520 - 565] vert
+
{{Notes
 
+
|Observations=Le même tapotement n’est pas entendu avec la même puissance. On entend le son plus fort dans le ballon d’eau.
[565 - 590] jaune
+
|Avertissement=Si on ne tapote pas de la même façon sur les deux ballons, on peut avoir l'impression qu'il n'y a pas de différence ou que c'est le ballon d'air qui transmet le son plus fort.
 +
|Explanations=Le bruit ne se déplace pas de la même façon dans l’air et dans l’eau, donc on n’entend pas le même bruit pour le même tapotement.  C'est le cas pour toutes les autres matières du bois au béton en passant par tous les gazes, les liquides et les solides.
 +
|Deepen=Le son n’est pas quelque chose d’immatériel, c’est une onde (ou vibration), c’est-à-dire un déplacement de matière. Selon la densité de la matière déplacée, la vibration aura plus ou moins de force. L'air est formé de minuscules molécules qui sont éloignées les unes des autres. Dans l'eau, les molécules, différentes de celle de l'air, sont plus rapprochées. Les vibrations du son se transmettent donc beaucoup mieux d'une molécule à une autre.  Ainsi l'eau est plus dense que l'air et le son y circule mieux.
  
[590 - 625] orange
 
  
[625 - 740] rouge
+
Pour visualiser une onde, il est possible de lancer un caillou sur un plan d’eau. On observe ensuite des vagues à la surface. Le son se déplace exactement de la même manière mais à des vitesses bien plus élevées.
  
[ > 740] infrarouge
+
Vitesse du son dans l'air : 340 mètres par seconde – 1224 km/h
  
Si on assemble tous les intervalles des couleurs que l'humain peut voir, on obtient un intervalle allant de 380 à 740 nanomètres. Cette fusion des couleurs de l'arc-en-ciel donne la couleur blanche. Les différentes couleurs qui composent la lumière blanche ne sont pas déviées de la même façon par l'eau, d'où le phénomène de décomposition de lumière qui se traduit par l'arc-en-ciel.
+
Vitesse du son dans l'eau : 1500 mètres par seconde – 5 400 km/h - dans l’eau)
  
La lumière blanche est décomposable. C’est une lumière polychromatique, c’est-à-dire composée de plusieurs couleurs. L'expérience met en œuvre un système dispersif permettant la dispersion (décomposition) de la lumière.
 
  
Lorsqu'un rayon lumineux pénètre l'eau, il y a une décomposition de la lumière car les deux milieux (air et eau) possèdent un indice de réfraction différent. Or la réfraction est fonction de la longueur d'onde, ce qui entraîne la décomposition du rayon en autant de couleurs qui le constituent.
+
Plus d'explication sur le son : https://fr.wikipedia.org/wiki/Son_(physique)
|Applications=Cette expérience nous explique le phénomène de l'arc-en-ciel.
+
|Applications=Le son se propage donc plus facilement et plus rapidement dans l’eau. C’est pour cela que quand on est dans son bain et qu'on met la tête sous l'eau, les sons de la maison sont amplifiés.
  
Le soleil qui suit directement la pluie nous donne un très bel arc-en-ciel !
+
C'est aussi pour ça que les cétacés peuvent communiquer sur plusieurs centaines de kilomètres (jusqu’à 800 km).
 +
|Related='''Expériences sur le Wikidébrouillard''' :
  
Retournez un CD, vous y verrez apparaître toutes les couleur de l'arc-en-ciel.
+
*[http://www.wikidebrouillard.org/index.php/Cuillère_cloche Cuillère cloche]
 +
*[https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Paille_%C3%A0_son Paille à son]
 +
*[https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Sel_qui_danse Sel qui danse]
 +
*[https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Accorder_un_verre Accorder un verre]
 +
*Transmission du son
 +
|Objectives=*Comprendre ce qu’est le son
 +
*Mettre en évidence que l’eau transmet mieux le son que l'air
 +
|Animation=Il est possible de lier cette expérience à d'autres afin de faire une séance sur le son. Avec une première partie sur la découverte du son comme une vibration puis la propagation de  cette vibration dans différents milieux/matériaux.
 +
|Notes=[http://www.cochlea.org/entendre Fiche assez complète sur le son]
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Status
 
{{Tuto Status
 
|Complete=Published
 
|Complete=Published
 
}}
 
}}
{{Separator}}
 

Version du 31 mars 2020 à 18:26

Auteur avatarAlexis H | Dernière modification 7/04/2020 par E.gohier

Pas encore d'image

Étape 1 - Réunir le matériel

- 2 ballons de baudruche

- De l'eau

Étape 2 - Préparer l'expérience

- Rempli un premier ballon d'eau jusqu'à ce qu'il soit de la taille d'un melon et le fermer. Pour pouvoir le remplir plus facilement, tu peux le gonfler d'air une première fois pour détendre le plastique.

- Gonfle le deuxième ballon d'air de façon à ce qu'il ait la même taille que celui remplit d'eau.

Étape 3 - Réaliser la manipulation

- Mettre le ballon plein d’air contre son oreille et tapoter avec ces doigts.

Qu'entends-tu ?

- Prendre le ballon remplis d'eau et le mettre contre son oreille pour tapotter dessus de la même façon.

Est-ce différent ?

Étape 4 - Pour aller plus loin

Essaye maintenant de coller ton oreille sur le bois de la table et demande à quelqu'un de tapoter doucement sur cette table à l'autre bout.

Qu'entend-tu ?

Tu peux répéter l’opération avec pleins de matériaux différents (sur l'assise du canapé, sur le mur, sur le sol, sur ton lit, sur un tapis, sur ton bras, etc) Comment pourrais-tu les classer en fonction de leur efficacité à transmettre le son ?

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Le même tapotement n’est pas entendu avec la même puissance. On entend le son plus fort dans le ballon d’eau.

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

Si on ne tapote pas de la même façon sur les deux ballons, on peut avoir l'impression qu'il n'y a pas de différence ou que c'est le ballon d'air qui transmet le son plus fort.

Explications

Le bruit ne se déplace pas de la même façon dans l’air et dans l’eau, donc on n’entend pas le même bruit pour le même tapotement.  C'est le cas pour toutes les autres matières du bois au béton en passant par tous les gazes, les liquides et les solides.

Plus d'explications

Le son n’est pas quelque chose d’immatériel, c’est une onde (ou vibration), c’est-à-dire un déplacement de matière. Selon la densité de la matière déplacée, la vibration aura plus ou moins de force. L'air est formé de minuscules molécules qui sont éloignées les unes des autres. Dans l'eau, les molécules, différentes de celle de l'air, sont plus rapprochées. Les vibrations du son se transmettent donc beaucoup mieux d'une molécule à une autre. Ainsi l'eau est plus dense que l'air et le son y circule mieux.


Pour visualiser une onde, il est possible de lancer un caillou sur un plan d’eau. On observe ensuite des vagues à la surface. Le son se déplace exactement de la même manière mais à des vitesses bien plus élevées.

Vitesse du son dans l'air : 340 mètres par seconde – 1224 km/h

Vitesse du son dans l'eau : 1500 mètres par seconde – 5 400 km/h - dans l’eau)


Plus d'explication sur le son : https://fr.wikipedia.org/wiki/Son_(physique)

Applications : dans la vie de tous les jours

Le son se propage donc plus facilement et plus rapidement dans l’eau. C’est pour cela que quand on est dans son bain et qu'on met la tête sous l'eau, les sons de la maison sont amplifiés.

C'est aussi pour ça que les cétacés peuvent communiquer sur plusieurs centaines de kilomètres (jusqu’à 800 km).

Vous aimerez aussi

Expériences sur le Wikidébrouillard :

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

  • Comprendre ce qu’est le son
  • Mettre en évidence que l’eau transmet mieux le son que l'air

Pistes pour animer l'expérience

Il est possible de lier cette expérience à d'autres afin de faire une séance sur le son. Avec une première partie sur la découverte du son comme une vibration puis la propagation de cette vibration dans différents milieux/matériaux.

Sources et ressources

Fiche assez complète sur le son

Dernière modification 7/04/2020 par user:E.gohier.

Commentaires

Published