Shadowgraph à ondes de chaleur à Schlieren optique passif

30 min Âges 10-14 Intérieur

Configurez une projection d'ombre à l'aide d'une source de lumière ponctuelle dans une pièce sombre. Projetez la lumière devant des objets chauds sur un mur blanc pour visualiser l...

Matériel nécessaire

  • • Lumière LED pour smartphone ou lampe-stylo LED lumineuse à matrice unique (1 unité)
  • • Feuille d'aluminium et épingle (pour créer une ouverture de sténopé de 1 mm) (1 pièce)
  • • Source de chaleur (sèche-cheveux, fer à repasser chaud ou grille-pain) (1 unité)
  • • Mur blanc vierge dans une pièce entièrement obscurcissante (1 chambre)

Conseils aux parents

  • → Placez une source de lumière LED à point unique (couvrez le flash d'un téléphone avec du papier d'aluminium avec un petit trou d'épingle) à 3 à 4 mètres d'un mur blanc et lisse dans une pièce sombre.
  • → Tenez un objet chaud (sèche-cheveux, fer chaud ou mains) dans le trajet de la lumière à environ 30 cm du mur.
  • → L'air chaud a un indice de réfraction inférieur à celui de l'air froid, courbant les rayons lumineux pour projeter des vagues d'ombre de courants d'air ascendants sur le mur.

Consignes de sécurité

Ne touchez pas les buses chaudes du sèche-cheveux ni les éléments chauffants du grille-pain.

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Instructions étape par étape

1

Étape 1

Couvrez une lampe de poche pour smartphone avec du papier d'aluminium et percez un trou d'épingle de 1 mm pour créer une source de lumière lumineuse à point unique.

⏱️ ~5 min
2

Étape 2

Assombrissez la pièce et placez la source de lumière à 3 mètres d’un mur blanc et lisse.

⏱️ ~5 min
3

Étape 3

Tenez un sèche-cheveux chaud ou une tasse d'eau chaude à 30 cm du mur, directement dans le faisceau lumineux.

⏱️ ~5 min
4

Étape 4

Regardez le mur pour voir l'ombre graphique : des panaches turbulents ascendants d'air chauffé projettent des ondulations mobiles sur la surface.

⏱️ ~15 min

Ce qu'ils apprennent

Cartographie de gradient d'indice de réfraction Shadowgraphy Variations de densité de convection thermique Visualisation optique du flux de fluide invisible