grand oral physique: Un Arc-en-ciel : phénomène absolu ou art subjectif de la nature ?

« Un Arc-en-ciel : phénomène absolu ou art subjectif de la nature ? Plan : Introduction : -Un arc-en-ciel apparaît après une averse, fascinant et universel. Pourtant, chaque observateur perçoit un arc légèrement différent. - Question centrale : est-ce un phénomène objectif régi par des lois physiques, ou une illusion façonnée par notre perception individuelle ? - Annonce du plan : I. Comprendre la formation physique de l’arc-en-ciel (réfraction, réflexion et dispersion) II. Dépendance de l’arc en ciel sur la position III.

Explorer comment la perception humaine modifie l’image que nous en avons. Introduction : (1 min 30 sec) Depuis toute petite, j’ai grandi les yeux levés vers le ciel.

Mes parents, amoureux de la nature, voulaient me faire passer ce trait, ils m’emmenaient sous la pluie battante pour éclabousser les flaques d’eau et m’entrainaient dans les forêts chaleureuses pour camper, me jetaient à l’eau de mer pour me débrouiller face aux vagues maternelles.

Ils m’ont appris à voir la beauté dans chaque phénomène, mais s’il y a bien un spectacle bien particulier qui m’a toujours fascinée, c’est l’arc-en-ciel.

Je me souviens encore de ce jour où, après une averse d’été, un immense arc de couleurs s’est dessiné devant moi.

J’étais émerveillée.

Mes parents m’ont dit que c’est le temps du mariage des souris, car elle ne se marient que sous les arcs en ciels.

Pourtant, en me tournant vers eux, j’ai remarqué quelque chose d’étrange : ils souriaient, mais leurs yeux ne semblaient pas fixés au même endroit que les miens.

C’est après beaucoup de temps que j’ai eu une révélation : est-ce que l’arc-en-ciel que je vois est le même que celui qu’ils perçoivent ? Et s’il n’était pas un simple phénomène physique, mais aussi une illusion façonnée par mon propre regard ? C’est cette question qui m’a menée ici aujourd’hui.

Parce que derrière la beauté évidente d’un arc-en-ciel, il y a une énigme bien plus profonde : Un Arc-en-ciel : phénomène absolu ou art subjectif de la nature ? Cette question touche à la fois à des principes physiques bien établis et à la manière dont nos cerveaux et nos yeux interprètent ces phénomènes lumineux. Pour répondre à cette question, nous allons explorer les lois de la physique qui régissent la formation de l'arc-en-ciel et comment la perception individuelle influence ce phénomène, de sorte que chaque arc-en-ciel pourrait être unique en fonction de l'observateur. I.

Les lois physiques : Réfraction, réflexion et dispersion Angle de refraction 42degres Abordons d’abord les mécanismes physiques fixes derrières la formation de cet événement. L'arc-en-ciel apparaît lorsque la lumière du soleil, constituée de multiples couleurs dont la somme donne la lumière blanche, interagit avec des gouttes d'eau en suspension dans l'air. Des gouttes d'eau flottent dans l'atmosphère et agissent comme de petits prismes.

(cf.

newton et le prisme) La lumière, du soleil pénètre dans ces gouttes d’eau et se réfracte, (la réfraction indique que lorsqu'un rayon lumineux passe d'un milieu à un autre, par exemple de l'air à l'eau, ce rayon change de direction et d'orientation, au lieu de continuer son chemin en ligne droite) c’est-à-dire qu'elle change de direction en fonction de l’indice de réfraction de l'eau, tout en gardant la même longueur d’onde lambda.

Cette première étape sépare la lumière blanche en différentes couleurs : le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le bleu, l’indigo (newton et le nombre 7) et le violet, car chaque couleur a un angle de réfraction propre à sa longueur d’onde.

C’est la dispersion des couleurs de l’arc-en-ciel.

La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un milieu dispersif, c'est-à-dire dans lequel les différentes fréquences constituant l'onde ne se propagent pas à la même vitesse.

les longueurs d’ondes ne sont plus superposées en lumière blanche, elles sont par suite toutes visibles a l’œil humain. Par exemple La lumière bleue (courtes longueurs d’onde) se réfracte plus fortement, tandis que la lumière rouge (longues longueurs d’onde) se réfracte moins fortement, d’où l’explication du fait que le rouge est toujours au-dessus du bleu, c’est car il est moins dévié que lui.

Notamment, la lumière rouge est déviée à un angle d'environ 42,5°, tandis que la lumière bleue l'est à environ 40,6. Une fois à l'intérieur de la goutte, la lumière se réfléchit sur la surface interne avant de ressortir par l'autre côté de la goutte.

La réflexion se produit lorsque la lumière qui circule dans un matériau « rebondit » au contact d'un matériau différent.

La lumière réfléchie voyage toujours en ligne droite, mais dans une direction différente.

C'est ce dernier phénomène qui permet à l’arc-en-ciel de se former.

Lorsqu'il ressort, la lumière subit une nouvelle réfraction qui l’expose à nos yeux sous un certain angle. (J'ai réalisé une expérience en me tenant devant une fenêtre laissant passer la lumière solaire. En positionnant ma main de manière à ce que le spectre lumineux se projette sur celle-ci, j'ai observé que le déplacement de ma main entraînait une variation de la taille et de la position de l'arc-en-ciel projeté.

Cette observation s'explique par le fait que la position de l'observateur influence les angles d'incidence et de réflexion des rayons lumineux sur les gouttelettes d'eau, modifiant ainsi la perception individuelle de l'arc-en-ciel) II.

position Il ne suffit pas de connaître la formation physique de l'arc-en-ciel pour comprendre sa perception. Deux personnes côte à côte ne verront jamais exactement le même arc-en-ciel, car les rayons lumineux entrant dans leurs yeux proviennent de gouttelettes d’eau différentes ! Lorsque vous observez un arc-en-ciel, chaque rayon lumineux que vous voyez a suivi un chemin particulier à travers des gouttes d’eau spécifiques.

Ce chemin dépend alors de votre position.

Si vous bougez, vous changez l’angle sous lequel vous percevez les différentes couleurs.

Pour qu’un observateur puisse percevoir un arc-en-ciel, il est nécessaire que la lumière réfractée et réfléchie par une goutte d’eau atteigne son œil sous un angle précis.

En particulier, la lumière rouge, après avoir subi une double réfraction et une réflexion interne, doit émerger sous un angle d’environ 42° par rapport à la direction opposée à celle du Soleil.

En revanche, la lumière violette, issue de la même goutte, est déviée selon un angle plus faible, autour de 40°, ce qui signifie qu’elle peut ne pas être dirigée vers l’œil de l’observateur et donc rester invisible pour lui.

Toutefois, d’autres gouttes situées à des positions différentes assureront la réfraction et la réflexion du violet de manière à ce qu’il soit perçu sous cet angle précis par l’observateur. Ainsi, chaque couleur visible d’un arc-en-ciel provient d’un ensemble distinct de gouttelettes. Ce.... »