Expériences de Noel par les Minis

Matériel

Saladier d’eau ;

Couteau (droit).

Expérience

Remplir le saladier d’eau

Plonger le couteau dans le saladier.

Le couteau semble être tordu quand il est dans l'eau. C’est un effet d’optique dû à la déviation de la lumière au moment où elle traverse la surface entre l’eau et l’air.

Explication

La lumière traverse en ligne droite le milieu dans lequel elle se trouve. Elle peut passer d’un milieu à l’autre mais sa trajectoire s’en trouve déviée. C’est la réfraction.

Ce phénomène dépend de l’angle d’incidence (angle du rayon lumineux par rapport à la surface) et des indices de réfraction des milieux qu’elle traverse.

L'indice de réfraction de l'eau étant différent de celui de l'air, l'image renvoyée est différente. Si l'on considère un rayon lumineux qui se propage en ligne droite, lorsque celui-ci rencontre l'eau, il va alors voir sa trajectoire modifiée. On parlera alors de déviation des rayons lumineux.

C’est ce qui se produit avec le couteau.

Les rayons lumineux provenant de la partie émergée du couteau et ceux venant de la partie immergée du couteau ne suivent pas le même trajet.

Cette déviation traduit les propriétés des différents milieux, ici, l'eau et l'air, on parlera de milieux d'indices de réfraction différents. Il s'agit en réalité du rapport entre la vitesse de la lumière dans le vide sur celui de sa vitesse dans le milieu concerné.

La lumière se propage à une vitesse donnée dans le vide (300 000 kilomètres par secondes).

Dans l'eau, le verre ou bien n'importe quel autre milieu transparent, les rayons lumineux rencontrent des obstacles qui vont modifier cette vitesse. Il faudra alors plus de temps à un rayon lumineux donné pour atteindre notre oeil.