Les prismes sont des objets communs dans notre vie quotidienne. Utilisé à des fins décoratives, scientifiques et pratiques, les prismes sont à peu près partout. Les prismes ont aussi beaucoup à offrir en tant qu'outils pour les expériences scientifiques. Avec quelques prismes peu coûteux et d'autres matériaux, vous pouvez effectuer plusieurs de ces expériences pour montrer une gamme de phénomènes optiques.
Expériences de réfraction
Les prismes fonctionnent en pliant, ou réfractant, la lumière qui frappe leur. Il y a plusieurs expériences simples que vous pouvez faire pour montrer des exemples de cette réfraction. Avec un petit prisme triangulaire, vous pouvez le plus facilement montrer cet effet. Obtenez un morceau de papier sur lequel il y a une écriture claire et assez grande. Tenez le prisme sur une courte distance sur le papier. Vous devrez expérimenter pour déterminer la meilleure distance pour cela, mais il ne devrait pas être plus de quelques centimètres. En regardant à travers le prisme, vous devriez être capable de lire les mots sur le papier, mais leur emplacement apparaîtra différemment que lorsque vous regardez directement le papier. Mesurez l'angle par lequel les mots ont été réfractés avec un rapporteur. Si vous avez plusieurs prismes différents, vous pouvez vérifier si différents angles de réfraction sont produits.
Expériences arc-en-ciel
L'effet le plus célèbre des prismes est l'arc-en-ciel. La réfraction de la lumière qui se produit dans un prisme a également pour résultat de diviser la lumière blanche en ses couleurs composantes. Cette division est due au fait que différentes longueurs d'onde de la lumière voyagent à des vitesses différentes lors de la traversée dans un nouveau milieu (tel que le verre d'un prisme). Une expérience simple impliquant des arcs-en-ciel est de montrer comment les arcs-en-ciel présentent toujours les mêmes couleurs dans le même ordre. Briller une lumière blanche brillante directement sur un prisme. Placez un morceau de papier blanc en face de la lumière pour attraper l'arc-en-ciel. En utilisant plusieurs prismes différents, enregistrez les couleurs de l'arc-en-ciel que vous voyez. Assurez-vous de noter l'ordre des couleurs.
Vous pouvez également recréer la fameuse expérience du prisme d'Isaac Newton. Lorsque vous faites briller la lumière blanche sur un prisme, un arc-en-ciel est produit. Au lieu de projeter cet arc-en-ciel sur une surface blanche, dirigez l'arc-en-ciel pour qu'il atteigne directement un deuxième prisme. Placez la surface blanche derrière le deuxième prisme de sorte que la lumière va frapper. Vous devrez peut-être ajuster les prismes pour les aligner avec soin. Vous constaterez que le deuxième prisme réfracte la lumière à nouveau. Cela devrait produire l'effet de combiner les couleurs de l'arc-en-ciel dans la lumière blanche.
Expériences de spectre
Vous pouvez analyser le spectre d'un produit chimique en utilisant un type particulier de prisme connu sous le nom de réseau de diffraction . Placez une source de lumière qui brûle un produit chimique ou un élément particulier (par exemple, des lampes au sodium ou un éclairage fluorescent). Dirigez la lumière pour qu'elle passe à travers un réseau de diffraction et sur un écran plat. Vous verrez un spectre arc-en-ciel sur l'écran en conséquence. Si la lumière blanche est observée de cette façon, vous devriez voir un arc-en-ciel typique. Si vous regardez une source de lumière chimique unique, vous verrez également des lignes lumineuses dans l'arc-en-ciel. Ceux-ci sont appelés lignes d'émission et sont spécifiques aux produits chimiques qui les produisent. Comparez les lignes observées avec des lignes connues pour des produits chimiques spécifiques afin de déterminer la composition de votre source lumineuse.
