Cette fiche explique la fabrication simple d'un disque de Newton, sorte de toupie portant un disque composé de faisceaux de couleurs. En faisant tourner ce disque, on comprend mieux de quoi est composée la lumière
Difficulté
Technique
Durée
15 minute(s)
- Matériel et outils
- Expériences pré-requises
Papier 
Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est considéré comme un matériau de base dans les domaines de l’écriture, du dessin, de l’impression, de l’emballage et de la peinture. Il est également utilisé dans la fabrication de composants divers, comme les filtres.
L’histoire du papier remonte à l’Antiquité. Le papier porteur d’un message le plus ancien connu à ce jour date de l’an 8 av. J.-C. et a été trouvé en Chine.
Crayon gris 
Un crayon est un instrument de dessin et d'écriture. Il est constitué d'une petite baguette servant de gaine à une mine de la même longueur, l'extrémité de la baguette étant parfois recouverte d'une gomme à effacer. Lorsque la mine est usée, on taille le bois en maintenant la forme conique de l’extrémité, de manière à dégager une nouvelle longueur de mine, au moyen d’un canif ou d’un taille-crayon ou d'un bouton a retour sur certain type de crayon a mine rechargeable.
Ciseaux 
Un paire de ciseaux est un outil comportant deux lames mobiles articulées qui glissent l'une sur l'autre pour trancher les matériaux minces.
Vis 
Vis en métal à trouver en magasin de bricolage
Une vis est une machine simple apte à transformer un mouvement de rotation en un mouvement de translation dirigé suivant l'axe de rotation, ou vice-versa.
Les divers types de vis se caractérisent par l'utilisation de surfaces hélicoïdales. On peut distinguer :
la vis de fixation utilisée de façon statique pour diverses sortes de liaison ; la vis d'Archimède utilisée pour la manutention de matériaux granulés ou pulvérulents, ainsi que pour le pompage des fluides, (exemple : vis à grain) ; la vis de transformation de mouvement utilisée de façon dynamique pour transformer, dans un sens ou dans l'autre, un mouvement de rotation en mouvement de translation ou un couple en effort axial ; la vis sans fin qui, associée à des roues dentées, permet de réaliser des engrenages ; la vis micrométrique, permettant de mesurer avec précision ; le mécanisme de vis-écrou ;le mécanisme de vis à billes.
Clou 
Un clou est une pièce métallique de forme allongée servant à fixer deux objets l'un à l’autre. Il est composé d’une extrémité plate, parfois élargie, nommée tête et d'un corps, se terminant par une forme pointue.
Feutre de couleur 
Sert a colorier
Compas 
Sert a tracer des rond
Étape 1 - Découpé
Découper un disque de 15 cm de diamètre dans du papier cartonné blanc.
Étape 2 - Prendre et reporter
Prendre un écartement d'environ 6,5 cm avec le compas. Reporter cet écart sur le cercle pour pouvoir tracer 7 secteurs angulaires.
Étape 3 - Colorier
Colorier chaque segment avec une couleur dans l'ordre suivant :
- Violet ;
- Indigo ;
- Bleu ;
- Vert ;
- Jaune ;
- Orangé ;
- Rouge.
Étape 4 - Faire un trou
Avec la vrille (ou la vis), faire un premier trou dans le bouchon en liège.
Étape 5 - Piquer
Piquer le clou dans le centre du disque de papier et l'enfoncer dans le premier trou percé dans le bouchon en liège.
Étape 6 - Résultat
Faire tourner le disque et observer le résultat
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Lorsqu'il tourne, les couleurs du disque semblent disparaître et laissent apparaître du blanc.
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
L'orsque que l'on n'utilise les feutre nous pouvons constater que le résultat donne gris, donc pour mieux avoir le résultat de base utiliser des crayon de couleurs.
Explications
De manière simple
Chaque couleur est perçue un court instant par notre œil : cela s'appelle la "persistance rétinienne". Comme le disque tourne rapidement, les couleurs se superposent en raison de ce phénomène. Or le mélange de toutes ces couleurs donne le blanc de la lumière. Notre cerveau est donc abusé et perçoit le blanc.
Questions sans réponses
- Que se passe t-il si on modifie l'ordre des couleurs ? Et si on déséquilibre la taille des segments ?
- Si on filme la scène, la caméra est-elle "abusée" tout comme notre cerveau ?
Plus d'explications
La persistance rétinienne : La persistance rétinienne est un phénomène qui consiste pour l'œil et le cerveau à superposer une image qui vient d'être vue à l'image que l'on est en train de voir. La persistance rétinienne est plus marquée et plus longue si l'image observée est lumineuse. Nous pouvons comparer notre expérience à ce que l'on observe sur un écran de téléviseur. A nos yeux l'image semble stable, elle ne clignote pas. Or en réalité l'écran n'émet les images que par intermittence, mais notre oeil et notre cerveau ne perçoivent pas les interruptions car les images s'enchaînent trop vite.
[1] La persistance rétinienne sur Wikipédia.
- La somme des couleurs de l'arc en ciel compose "le blanc" : La lumière blanche est la somme de la multitude de couleurs présentes dans l'arc en ciel. En effet, nous avons ici colorié sept segments de couleurs différentes, mais en fait l'arc en ciel est composé d'un nombre incalculable de couleurs. Lorsque l'on additionne ces couleurs, on obtient le blanc pur. C'est pour cela qu'en faisant tourner très vite le disque de couleurs on croit le voir blanc.
[2] Le spectre visible sur Wikipédia.
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La persistance rétinienne est utilisée pour donner l’illusion du mouvement dans les films et les dessins animés, qui diffusent en fait une succession d’images fixes. Le cinéma sur pellicule produit des films utilisant 24 images par seconde, or chaque image vue par l’œil humain persiste dans son cerveau pendant environ 1/25e de seconde. En regardant un film, le cerveau superpose donc les images et on a l’impression de voir des images en mouvement.
Dernière modification 23/04/2020 par user:MadameK.
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