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Les rayons lumineux voyagent à différentes vitesses à travers différentes substances. Lorsque la lumière se déplace d'un matériau à un autre, le changement de vitesse à mesure qu'il ralentit ou s'accélère provoque la flexion des rayons lumineux. Cette flexion s'appelle la réfraction. Certaines substances, telles que l’eau ou certaines formes de verre, peuvent courber les rayons lumineux de telle sorte que la lumière blanche que nous voyons normalement soit séparée en couleurs de l’arc-en-ciel. Vous pouvez démontrer et explorer la réfraction de la lumière avec des activités simples.
Eau
••• Images Thinkstock / Comstock / Getty ImagesLa façon dont les objets apparaissent dans l'eau ou observés dans l'eau illustre la réfraction de la lumière. Utilisez des verres ordinaires ou des pots ronds aux côtés lisses pour obtenir les meilleurs résultats. Placez un crayon dans un contenant en verre et regardez-le à travers le côté du contenant, en remarquant que le crayon a l'air droit. Puis remplissez le récipient à moitié avec de l'eau. Lorsque vous regardez à travers le côté, vous voyez un déplacement au niveau de la ligne de flottaison, ce qui donne l’impression que le crayon se plie ou est même divisé en deux.
Placez des lignes parallèles de plusieurs centimètres de long sur une surface plane. Utilisez au moins trois couleurs différentes. Un marqueur sur papier fonctionnera, mais un ruban de couleur sur un tableau ou une autre surface lisse résistera mieux aux déversements accidentels. Placez un verre ou un bocal sur les lignes. Regardez à travers le verre les lignes de l’autre côté, en observant où elles émergent sous le verre. Remplissez le verre d'eau et observez à nouveau. Vous verrez que les lignes derrière le verre rempli d'eau semblent se plier d'un côté ou de l'autre. Selon la taille de votre bocal et de vos lignes, vous pouvez également constater que les lignes sont apparemment scindées ou déplacées d'un côté ou de l'autre lorsqu'elles sont vues à travers l'eau.
Arcs en ciel
Les arcs-en-ciel sont les couleurs produites par la lumière réfractée. Pour créer un arc-en-ciel à l'extérieur, utilisez un arroseur. Réglez l’arroseur pour produire une pulvérisation fine. Marchez dans la brume en regardant à travers elle pour trouver où vous voyez un arc-en-ciel. Regardez aussi les objets autour de l'arroseur pour trouver d'autres arcs-en-ciel.
Faire un arc-en-ciel à l'intérieur avec un verre d'eau. Placez le verre sur un rebord de fenêtre ensoleillé ou sur une table devant une fenêtre ensoleillée. Regardez le sol devant le rebord de la fenêtre ou la table pour voir où un arc-en-ciel apparaît. Placez une feuille de papier blanc sur le sol à l'endroit où l'arc-en-ciel doit le voir plus en détail. Utilisez une lampe de poche dans une pièce sombre au lieu de la lumière du soleil pour varier cette activité.
Prismes
Les prismes sont des morceaux de verre à plusieurs côtés qui réfractent la lumière. Placez un prisme à trois côtés dans un rayon de soleil et déplacez-le pour voir les couleurs produites sur les surfaces où la lumière traverse le prisme.
Placez un prisme sur un journal ou une autre page. Essayez de lire différentes surfaces du prisme pour voir l’apparence du type sous différents angles. Utilisez un prisme de la même manière sur des images ou des photographies.