Emmanuelle Varo, classe de cycle 3 avec étudiants PE2 (Bénédicte Nivolies, Damien Jacquemoud, Stéphane Salvat) Ecole Annexe de Mende

Décomposer la lumière blanche

Phénomène scientifique:

Décomposer la lumière blanche: créer un arc en ciel.

 

Pour en savoir plus:

La lumière blanche est composée du mélange de plusieurs couleurs, celles de l'arc en ciel, dont on retiendra: violet, bleu, vert, jaune, orange et rouge.

Objectif pédagogique:

  • Mettre en évidence la séparation des couleurs de la lumière blanche par un systhème dispersif.
  • Faire travailler la schématisation.

 

Matériel: pour 4 ateliers de 5 élèves

  • 2 CD
  • du savon mélangé à de l'eau dans un bac+paille pour souffler
  • 2 prismes
  • 8 lampes de poche (2/atelier)
  • miroir+bac+eau

 

Remarque: en soulevant le miroir du rétroprojecteur on fabrique des arcs en ciel splendides...

Représentations initiales et (ou) savoirs antérieurs: cf questionnaire

 

Déroulement:

Séance 1:

En intro: Aujourd'hui nous allons parler de l'arc en ciel et de ses couleurs.

Réponse au questionnaire en groupes.

Petit récapitulatif collectif au tableau.

Explication et mise en place des 5 ateliers: atelier CD, atelier bulles, atelier prisme et atelier miroir+eau. La consigne est donnée de bien retenir les expériences car il faudra les dessiner après.

Fermer les rideaux et éteindre.

Expériences, à peu près 7 à 8 min. sur chacune.

Retour sur les questionnaires, si ils le veulent.

Récapitulatif collectif au tableau: discussion, reprise des expériences et correction des questionnaires.

 

Séance 2:

Rappel séance 1, Maxime propose une autre expérience avec de l'eau et de l'huile. Ce n'est pas vraiment le sujet. Discussion sur les tâches de gasoil par terre...

Echanges de cahiers, travail sur le schéma et la trace écrite, synthèse: (cf cahiers d'élèves)

- Chaque enfant consulte le cahier d'un autre camarade à propos d'une expérience qu'il n'a pas réalisé. La consigne est de vérifier qu'avec les données du cahier, on comprend ce qu'il fallait faire, le matériel nécessaire et ce que cela a donné.

Chaque enfant interprète le cahier du copain, essaie de réaliser l'expérience et schématise à son tour en tenant compte des défauts qu'il a pu constater (manque de précision, d'anotation).

- En collectif,

- Trace écrite sur le cahier de sciences: "La lumière blanche (soleil ou lampe par exemple), est composée de toutes les couleurs de l'arc en ciel. Certain montages (prismes...) permettent de séparer les différentes couleurs de la lumière blanche."+ schéma de l'expérience du prisme.

 

 

Recomposer la lumière blanche

Objectifs:

- Mettre en évidence les couleurs "primaires" de la lumière.

- Recomposer la lumière blanche à partir de lumières colorées.

Durée:

4 séances de 1h environ

Matériel:

- une télévision

- 5 loupes

- 6 lampes de poche

- 6 filtres (3 supports, 3 colorés)

- 2 boîtes intérieur noir

- 1 pyramide base triangle + écran

- 3 projecteurs + filtres

Expériences proposées:

  1. Recréer de la lumière blanche dans une boîte noire, sur écran blanc.
  2. Fabriquer un arc en ciel sur une pyramide (retrouver les lumières violet, bleu, vert, jaune, orange, rouge dans l'ordre).
  3. Recréer de la lumière blanche à l'aide de projecteurs et de filtres.
  4. Observer un écran de télévision à la loupe et rechercher les couleurs primaires de la lumière.

Organisation des ateliers:

Les enfants seront répartis en 4 équipes de 5, chacune ayant en charge un atelier.

Demander aux enfants de fabriquer des filtres de couleurs différents et de les tester afin de reconstituer la lumière blanche. Le but est d'obtenir une lumière blanche sur l'écran, et aussi de repérer la couleur des filtres utilisés.

Attention à la qualité des filtres. Les lampes de poche doivent être puissantes.

Demander aux enfants de chercher la position idéale des lampes face à la pyramide ainsi que l'ordre des filtres couleurs qu'il faut adopter, afin d'obtenir la réalisation d'un arc en ciel (la place de chacune des couleurs étant respectée).

R+ B Violet

B + V

Turquoise
R + V Jaune ou Orange
R + V + B Blanc

 

L'arc en ciel, dans l'ordre...

R + B=

Violet

Bleu

B + V=

Turquoise

Cyan

Vert

V + R=

Jaune

V- + R+ =

Orange

Rouge

 

Demander aux enfants de chercher à recréer de la lumière blanche à l'aide des projecteurs et de leurs filtres. Il faut essayer plusieurs combinaisons de couleurs afin de noter celles qui ensemble créent la lumière blanche.

 

Sur cet atelier, il est facile de faire remarquer aux enfants qu'en reculant un projecteur et en avançant un autre, la couleur change (variation d'intensité).

Manip délicate nécessitant un adulte, des rallonges et un écran non brillant.

Demander aux enfants d'observer à la loupe chacunes des couleurs de l'image fixe. Commencer par les couleurs vives et laisser le noir, le blanc et surtout le gris pour la fin.L'analyse des productions doit permettre de mettre en évidence des réseaux de bandes éteintes et colorées. Le but est de conclure que seules 3 couleurs sont utilisées pour composer toutes les autres (le vert, le rouge et le bleu), pour le blanc toutes les lumières sont allumées, pour le noir, elles sont toutes éteintes, pour le gris, c'est difficile (variation de l'intensité lumineuse).

cf document joint

Difficile car les enfants confondent les ampoules éteintes qui sont quand même colorées et celles qui sont allumées.

 

Déroulement:

Séance 1:

Avant de présenter aux enfants les divers ateliers, on fait le récapitulatif des expériences menées et des conclusions obtenues. Nous en étions arrivés au fait que nous pourrions essayer de fabriquer de la lumière blanche à partir de lumières colorées. Là où nous n'étions pas d'accord, c'est sur le choix de ces lumières.

Demander aux enfants de réfléchir sur des dispositifs grandeur nature mais aussi miniatures que l'on pourrait expérimenter (Julie a déjà proposé les projecteurs bleu, rouge et jaune, comme au théâtre).

Répartition des enfants:

  Expé 1 Expé 2 Expé3 Expé4
30 min. équipe1 équipe2 équipe3 équipe4
30 min. équipe4 équipe1 équipe2 équipe3

Remarque: Les enfants auront une obligation de noter sur leur cahier d'expérience, non seulement les schémas, mais aussi leurs remarques, leurs hypothèses, leurs réussites et leurs échecs.

Séance 2:

  Expé1 Expé 2 Expé 3 Expé 4
30 min. équipe2 équipe3 équipe4 équipe1
30 min. équipe3 équipe4 équipe1 équipe2

Séance 3:

Mise en commun de tous les travaux (échange de cahiers, présentation des groupes...) et conclusions.

cf extraits de cahiers concernant la recomposition de la lumière blanche

cf autres extraits + fiche d'atelier concernant la mise en évidence des 3 couleurs primaires qui composent toutes les autres

Séance 4:

Evaluation par la réalisation de fiches pour les camarades d'une autre école (cf rencontre)

Rencontre

Elle a eu lieu le 23 Février 2001 avec les cycles 3 de l'école de Chabrits.

Nous avions préparé 2 ateliers lumière: une expérience rapide de décomposition de la lumière et une expérience-recherche sur la recomposition de la lumière.Voir fiches1 et 2.

L'école de Chabrits nous a proposé un atelier "Eclipse / lune", un atelier "inversion de l'image" sur le principe de l'appareil photo, un atelier"propagation de la lumière: agrandir, retrécir, rendre nette une ombre", un autre atelier "Mouvements terre/soleil, lune/terre".

Organisation: 8 équipes de 4 à 5 enfants (les 2 classes mélangées), une après midi partagée en 2 temps d'une heure et coupée par un goûter. Sur chaque temps d'une heure, 4 lieux sont occupés; dans chaque lieu, 4 enfants fonctionnent en autonomie et se proposent entre eux ce qu'ils ont préparé.

Nos conclusions:

La rencontre a servi de support à l'étude de nouveaux thèmes.