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Le spectre électromagnétique, qui n'est qu'un mot de fantaisie pour désigner le spectre du rayonnement électromagnétique, ou lumière, est l'une des idées les plus intéressantes de la physique. C’est également l’un des moyens les plus faciles pour effectuer des expériences de base.
Séparer le spectre
Cela peut sembler une expérience trop exagérée, mais ce n’est peut-être qu’à cause de son importance. Tout ce dont vous avez besoin est un prisme triangulaire très simple, la lumière du soleil et de préférence un mur plat. Placez le prisme entre le mur et la lumière du soleil. Faites pivoter le prisme jusqu'à ce que vous voyiez un arc-en-ciel sur le mur. Gardez l'arc-en-ciel sur le mur jusqu'à ce que vous puissiez enregistrer les couleurs qui apparaissent. Une fois que vous avez enregistré cela, essayez de décrire pourquoi la lumière du soleil se divise via un prisme en ces couleurs. Si la réponse vous échappe, trouvez une copie du spectre électromagnétique et comparez le spectre visible à ce que vous voyez sur le mur. L'objectif de cette expérience est de réaliser que la lumière du soleil est une lumière blanche qui peut être divisée en ses couleurs composantes.
Passer à l'ensemble du spectre
Cette expérience vous présentera quelques autres formes de lumière que vous ne pouvez pas voir. Cependant, vous aurez besoin d’une source de chaleur et d’une caméra infrarouge. Prenez cette source de chaleur et activez-la. Si vous utilisez une flamme, allumez-la et observez sa couleur. Ensuite, observez-le à nouveau avec la caméra infrarouge. Vous devriez voir beaucoup plus de lumière à travers la caméra que vos yeux. Ce que vous devriez remarquer, c'est que la chaleur dégage une lumière infrarouge ainsi que de la lumière visible. En fait, il dégage un large spectre de lumière. La lumière infrarouge que vous voyez est un sous-produit de la chaleur. Cela montre que là où il y a de la chaleur, il y a un rayonnement infrarouge et inversement.
Spectroanalyse
C'est une expérience un peu plus délicate. Cependant, il est très malléable en ce sens que vous pouvez le faire de différentes manières. Vous avez besoin d’un réseau de diffraction, de quelques produits chimiques pour brûler, de l’eau, de quelques bâtons d’agitation pour le bois et d’un brûleur ou d’une source de chaleur. Bien que vous puissiez modifier les produits chimiques, les éléments suivants sont garantis pour l'expérience: nitrate de césium, nitrate de cuivre, nitrate de strontium, nitrate de lithium, nitrate de nickel, nitrate de sodium, chlorure de sodium. Ces produits chimiques produiront des couleurs intéressantes lorsqu’ils sont brûlés et observés à travers un réseau de diffraction, ce qui correspond à l’ampleur de l’expérience. Vous pouvez également brûler des solides basiques comme le bois ou autre chose. Tant qu'il brûlera, il produira un spectre pouvant être identifié par un réseau de diffraction. Essayez d'observer les différents spectres pour chaque produit chimique que vous brûlez. Cela devrait vous montrer que chaque objet brûle avec un spectre différent, qui peut être utilisé pour identifier l'objet. Cela signifie que la lumière produite par la combustion d'objets est également une combinaison de nombreuses couleurs et est causée par la composition chimique de l'objet.
Jouer avec la lumière blanche
Cette expérience devrait vous familiariser davantage avec la lumière blanche, mais aussi avec la ressemblance de la lumière blanche avec les autres types de lumière. Vous aurez besoin de quelques miroirs et du prisme mentionné précédemment, ainsi que d'une autre surface plane ou d'un mur. Prenez les miroirs et organisez-les en une série de sorte que, lorsqu'une lampe de poche brillante est allumée sur l'un d'eux, elle s'en réfléchisse et se heurte à un autre miroir, qui le réfléchira dans une autre direction. Gardez à l'esprit que l'angle d'incidence est équivalent à l'angle de réflexion. Placez le prisme de sorte qu'il diffracte la lumière provenant du second miroir. Maintenant, allumez la lampe de poche et laissez la lumière passer d’un miroir à l’autre dans le prisme. Vous devriez voir un spectre apparaître derrière le prisme. Cela prouve que la lumière blanche reste intacte jusqu'à ce qu'elle soit diffractée, ou fendue, par un prisme. Plus important encore, cela vous permet de mieux refléter le spectre diffracté, si vous avez assez de miroirs. Cela démontrera que la lumière, lorsqu'elle est scindée en ses couleurs composantes, agit presque exactement de la même manière que la lumière blanche, ce qui est logique car la lumière blanche et la lumière monochromatique, ou presque monochromatique, sont toujours des rayonnements électromagnétiques. Gardez à l'esprit qu'une lampe de poche ne fonctionnera pas aussi bien que le soleil dans cette expérience. Si vous pouvez obtenir que les miroirs réfléchissent la lumière du soleil et remplacent la lampe de poche, cela sera plus efficace, mais notez que ce n'est pas toujours possible.
sécurité
En guise de précaution finale, certaines de ces expériences sont assez dangereuses. Utilisez toujours le bon sens lorsque vous effectuez une expérience. Ne vous approchez jamais plus que nécessaire d'une source de flamme. Portez toujours des vêtements de protection appropriés, tels que des lunettes, un tablier et des gants. Surtout, restez dans les limites de l'expérience que vous prévoyez d'effectuer et n'essayez pas d'ajouter quelque chose d'excitant avec lequel vous n'êtes pas familier.