Aujourd’hui, nous avons refait les expériences sur la lumière et sur les ombres qu’avait fait le géographe grec Eratosthène, en 235 avant JC, et ses prédécesseurs. Grâce à ces expériences, nous avons fait plusieurs découvertes :
1°) l’ombre est un endroit de l’espace qui n’est pas éclairé par la lumière. Pour qu’il y ait une ombre, il faut donc deux choses :
--- une source de lumière (le Soleil ou bien une lampe lorsque nous sommes en classe)
--- un objet qui fasse obstacle au passage de la lumière (mon corps, un piquet, une maison, une planète).
Nous avons très facilement pu mesurer avec un mètre de couturière la longueur de nos ombres, ainsi que la longueur de l’ombre d’un petit piquet fabriqué avec un cure-dent et de la patafix. Pour nos expériences, nous avons remplacé le Soleil par une lampe de poche.
2°) La lumière se déplace toujours en ligne droite. C’est pour cette raison que l’ombre est toujours située exactement à l’opposé de la source de la lumière. On peut faire dévier un rayon de lumière de la ligne droite en utilisant un miroir ou en se servant d’une étendue d’eau comme miroir.
3°) Plusieurs choses peuvent modifier la taille de l’ombre d’un piquet :
--- la taille du piquet : un grand piquet aura une ombre plus grande qu’un petit piquet.
--- l’inclinaison du piquet : lorsque je penche le piquet vers la source de lumière, son ombre diminue. Et lorsque je penche le piquet à l’opposé de la lumière, l’ombre s’allonge.
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Piquet penché vers la lumière |
Piquet penché à l’opposé de la lumière |
--- la hauteur de la source de l umière au-dessus de l’horizon : quand la lampe est haute au-dessus de la table, l’ombre du piquet est très courte. Inversement, quand la lampe est basse au-dessus de la table, l’ombre du piquet est beaucoup plus longue
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Avec la lampe au-dessus de la table |
Avec la lampe au ras de la table |
Le même phénomène est constaté avec un piquet planté dehors : l’ombre est plus longue lorsque le Soleil est bas au-dessus de l’horizon. Inversement, plus le Soleil monte haut dans le ciel et plus la taille de l’ombre du piquet diminue
D’heure en heure, le Soleil monte dans le ciel et l’ombre du piquet diminue de longueur
4°) Au fil de la journée, les ombres changent donc de taille mais elles se déplacent également, au fur et à mesure que le Soleil se déplace dans le ciel : quand le Soleil est à l’Est, les ombres vont en direction de l’Ouest. Et quand le Soleil est au Sud, les ombres pointent en direction du Nord. Enfin, lorsque le Soleil se couche à l’Ouest, les ombres se dirigent vers l’Est. Les ombres sont toujours dirigées vers le point opposé au Soleil.
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A 10 H, l’ombre du piquet est dirigée vers l’Ouest |
A 14 H 00, l’ombre du piquet est dirigée vers le Nord |
5°) Quand j’approche la lampe en direction de 2 piquets, leurs ombres s’écartent l’une de l’autre. On dit qu’elles divergent.
Au contraire, plus j’éloigne la lampe et plus les deux ombres ont tendance à devenir parallèles.
Lorsque j’observe l’ombre de mes petits piquets placés au Soleil, je constate qu’ils sont parallèles : nous avons pu en conclure que c’était là une bonne preuve du fait que le Soleil est situé vraiment très loin de nous.
L’ombre des piquets mesurée à 10 H, 11 H, 12 H et 13 H |
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