Applications pratiques

Le cadran solaire
Au cours du travail effectué autour des ombres, on a pu constater que l'ombre d'un bâton se déplace au fil des heures.

Observation de cadrans solaires
On peut s'intéresser aux inscriptions latines figurant sur ces cadrans : tempus fugit, ultima forsan, carpe diem....

Réalisation d'un cadran solaire : on peut réaliser un cadran directement sur le mur de l'école ou bien en faire réaliser sur différents supports : l'utilisation d'une pierre tendre qu'on grave donne une belle réalisation. (Utiliser des râpes à bois, ciseaux à bois, gouges..)

Le four solaire

Au cours des ateliers portant sur la réflexion par miroirs courbes, on a vu qu'on pouvait concentrer 2 rayons en un même point (le foyer). C'est le principe du four solaire.
Recherche documentaire sur le four solaire d'Odeillo
Construction d'un four solaire : la photo ci-dessous présente un four réalisé à partir d'une antenne parabolique sur laquelle on colle des miroirs (5X5).Le foyer se trouve à l'emplacement de la tête de lecture. Lorsqu'on place du papier sur le foyer, il ne tarde pas à s'enflammer.
On est obligé de modifier l'orientation du four (rotation de la Terre)

De nombreux documents concernant la construction de fours solaires existent sur Internet:
En voici une sélection

http://www-brestecoles.enst-bretagne.fr/4moulins/archives/archives2000-2001/energie/experiences/foursolaire.htm
http://www.inrp.fr/lamap/activites/energie/sequence/four.htm
http://www.inrp.fr/lamap/activites/energie/idees/technique/cuiseur_solaire/sommaire.htm
http://perso.wanadoo.fr/galian.f/four1/index.html
http://perso.wanadoo.fr/galian.f/four2/index.html

Le périscope
Les activités de découverte conduites à partir des miroirs plans permettent d'envisager la construction d'un périscope

On peut proposer à un élève de regarder ce qui se passe dans la cour .
Une contrainte : il ne doit pas être vu des camarades présents dans la cour.
Il peut recevoir l'aide d'un autre élève .

L'utilisation de 2 miroirs permet de résoudre ce défi ; cette activité mettra en évidence la nécessité d'avoir un support pour maintenir les miroirs ; on verra aussi qu'il est indispensable que les miroirs soient parallèles (inclinés à 45°)

Le kaléidoscope

Lors des activités sur la réflexion par miroirs plans on a découvert comment on pouvait obtenir plusieurs d'un même objet (atelier 3).
En partant des constatations faites au cours de cette activité, on peut expliquer le fonctionnement d'un kaléidoscope.
Mettre à disposition des élèves un Kaléidoscope et leur demander d'imaginer le principe de cet objet
La réalisation d'un Kaléidoscope est assez aisée :

Matériel : Tube en carton, Ruban adhésif (large), papier sulfurisé, petits morceaux de verre (ou de plastique) coloré, carton, 3 miroirs.

Assembler les 3 miroirs avec du ruban adhésif. Les miroirs ont une longueur légèrement inférieure à celle du tube (-1,5cm).(photo 1)
Veiller à ce que les miroirs restent bien fixés dans le tube. Un second tube de diamètre légèrement inférieur au premier et d'un hauteur de 1,5cm sera obstrué à une extrémité par du papier sulfurisé. Il peut alors recevoir les petits morceaux de verre coloré. Refermer la deuxième extrémité avec du papier sulfurisé.
Insérer les miroirs assemblés et le petit cylindre dans le grand tube. (photo 3)
A l'opposé du cylindre contenant le verre, fixer un un carton dans lequel on aura prévu un petit trou.

La lunette d'astronomie
http://www.inrp.fr/lamap/activites/ombres_lumiere/idees/technique/instrument_astronomique.htm
http://www.fsg.ulaval.ca/opus/physique534/annexes/ann161.shtml

Matériel : 1 tube PVC diamètre ext. 40mm, longueur 1m, 1 tube PVC diam. ext. 32mm Longueur 30cm, 1 lentille d'objectif diam 40mm, 1 lentille d'oculaire, bois pour réaliser le support (pied de la lunette), 2 colliers de plomberie

1) Préparer le tube porte objectif ; sa longueur dépend de la focale de la lentille
Dans l'exemple ci dessus, la longueur du tube est de 91 cm
2) Fixer l'objectif au bout du tube porte-objectif
3) Préparer le tube porte oculaire ; il devra coulisser dans le tube porte objectif sans difficulté. Si son diamètre est légèrement trop petit on peut enrouler une bande adhésive qui permettra de combler la différence.
4) Fixer l'oculaire
5) préparer le pied qui permettra d'immobiliser la lunette pendant l'observation

- 2 possibilités

Recherche documentaire sur Galilée

autres activités possibles :

-- l'appareil photo
-- les photogrammes
-- La persistance rétinienne

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