Questions aux experts
Energie, lumière, son
Que sont ces ombres que l'on voit par terre sous la fenêtre ?
Lorsque le soleil tape sur la vitre, on voit par terre des ombres qui montent comme de la neige noire qui remonte alors que lorsqu'on regarde la fenêtre on ne voit rien. Il y a un radiateur sous la fenêtre. A quoi correspondent ces ombres ? Est-ce que ça pourrait être la vapeur, ou est-ce la poussière ? Pourquoi ne voit-on rien qui monte au-dessus du radiateur et n'en voit-on que l'ombre ?
Fri 30/11/01 - 13:00
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L'expérience décrite ici est classique : c'est une expérience d'ombroscopie, technique utilisée au laboratoire pour détecter de très faibles variations d'indice dans les verres. Le soleil peut être assimilé à une source ponctuelle située à l'infini. Il en résulte un faisceau de rayons parallèles d'éclairement très uniforme. La traversée d'un milieu transparent avec variations locales d'indice donne lieu à de très faibles déviations des rayons.
Après un parcours de quelques mètres, ces faibles déviations se traduisent par des accumulations et des déperditions locales de lumière. Faite avec une bonne source ponctuelle (une étoile artificielle), l'expérience est d'une très grande sensibilité. Le radiateur chauffe l'air.
L'air chaud s'élève dans l'air froid en régime turbulent. Les fluctuations d'indice liées à ces variations de température et à ces turbulences donnent ces ombres mobiles. Ces ombres ne sont pas dues à l'absorption par l'air (donc il ne s'agit pas de poussières), mais aux très petites déviations des rayons induites par les fluctuations d'indice. L'observation directe de l'air par l'oeil ne donne rien, mais en examinant à travers cet air turbulent un objet ponctuel à l'infini avec une lunette astronomique ou avec une bonne paire de jumelles, la déviation turbulente des rayons est décelable par l'agitation des images.