Atelier sciences

#19 Du feu avec une lentille à l'atelier sciences

Par atelier sciences, publié le samedi 23 juin 2018 11:56 - Mis à jour le samedi 14 juillet 2018 10:00
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Séances du 25/05 et 22/06

Dans l'album de bande dessinée "Le Temple du soleil", Tintin allume la pipe du capitaine Haddock avec une loupe. Quelques pages suivantes, les incas allument le bûcher de la même façon.

Comment faire du feu avec une loupe ?

Lors de la première séance, les élèves essayent avec une loupe et une lampe de mettre le feu à un morceau de papier. Sans succès...

Nous étudions alors les propriétés des lentilles convergentes (visualisation du faisceau lumière à l'aide de fumée et d'un aquarium rempli d'un milieu diffusant, mesure de la température après la lentille) ( Désolé, nous avons oublié de prendre des photos...).

Source image :  By User Fir0002 via Wikimedia Commons

On observe que la  loupe fait converger les rayons de lumière. L'énergie lumineuse est donc concentrée en un point. En plaçant un thermomètre à cet endroit, on observe en effet une augmentation de température cependant insuffisante pour faire brûler un morceau de papier (la quantité de lumière fournie par la lampe est trop faible).

Le soleil étant au rendez vous lors de la 2ème séance, nous allons dans la cour continuer nos expérimentations.

 

La température d'inflammation du papier est d'environ 230°C. On peut l'atteindre plus ou moins facilement selon le diamètre de la loupe. La couleur du papier a également son importance. Blanc, il renvoie la lumière. Noir, il l'absorbe.

Utilisons donc les parties noires d'une feuille de papier journal :

 

Avec une loupe :

 

 

 

Avec une lentille de Fresnel :

 

 

 

 

A la place d'une loupe, on peut également utiliser un miroir concave qui va également concentrer l'énergie lumineuse en un point. Selon la légende, c'est ce type de miroirs qu'Archimède utilisa pour incendier la flotte romaine lors du siège de Syracuse (213 av J-C).

 

 

Pour aller plus loin : Le Soleil allume-feu (François Graner, Directeur de recherche au CNRS, Nicolas Constans, Journaliste scientifique)