Fibre optique en Nylon
De Wikidebrouillard.
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Présentation de l'expérience
Pourquoi beaucoup d'animaux polaires sont-ils blancs? La couleur blanche est le meilleur camouflage sur la banquise ou dans la neige. Mais la fourrure est aussi utile pour d'autres choses...
Matériel
- Lampe Torche
- Fil de Nylon
-
Rouleau de Ruban Adhésif
- Couvercle de Bocal
-
Paire de Ciseaux
L'expérience
La manipulation
- Couper une dizaine de fils de nylon d'environ 15 cm de long.
- Les attacher ensemble avec un morceau de ruban adhésif.
- Faire un trou au centre du couvercle avec les ciseaux.
- Enfiler l'extrémité attachée dans le trou du couvercle. Les fils ne doivent dépasser que de quelques millimètres sous le couvercle.
- Eteindre la lumière de la pièce, allumer la lampe torche et recouvrir l'ampoule avec le couvercle.
- Regarder l'extrémité libre des fils.
Que voit-on ?
La pointe des fils de Nylon est éclairée, alors que vus de côté ces mêmes fils ne semblent pas laisser passer de lumière.
Explications
De manière simple
La lumière de la lampe entre par l'extrémité attachée des fils et les traverse jusqu'à l'autre extrémité. Elle est réfléchie vers l'intérieur du fil à chaque fois qu'elle rencontre sa surface extérieure. Le fil de Nylon agit comme une fibre optique.
Questions sans réponses
- Si un des fils est trop courbé (plié à angle droit par exemple), voit-on encore le "point lumineux" à son extrémité?
- Une partie de la lumière est-elle absorbée par le fil de Nylon?
- Par analogie avec le mobilier moderne (fibre optique dans les sapins de Noël de décoration), comment peut-on modifier la couleur à l'extrémité libre des fils de Nylon?
Allons plus loin dans l'explication
Une fibre optique est un minuscule tuyau en matière transparente qui conduit la lumière sans la laisser s'échapper. On l'utilise dans certains câbles de télévision, de téléphone ou dans des instruments pour voir à l'intérieur du corps.
Son utilisation s'est aujourd'hui généralisée avec Internet où cette même fibre peut transporter des informations à des débits très élevés.
Le principe de fonctionnement est le suivant : la fibre optique est un guide d'onde qui exploite les propriétés réfractrices de la lumière. Elle est habituellement constituée d'un cœur entouré d'une gaine. Le cœur de la fibre a un indice de réfraction légèrement plus élevé (différence de quelques millièmes) que la gaine et peut donc confiner la lumière qui se trouve entièrement réfléchie de multiples fois à l'interface entre les deux matériaux (en raison du phénomène de réflexion totale interne). L’ensemble est généralement recouvert d’une gaine plastique de protection. Lorsqu'un rayon lumineux entre dans une fibre optique à l'une de ses extrémités avec un angle adéquat, il subit de multiples réflexions totales internes. Ce rayon se propage alors jusqu'à l'autre extrémité de la fibre optique sans perte, en empruntant un parcours en zigzag. La propagation de la lumière dans la fibre peut se faire avec très peu de pertes même lorsque la fibre est courbée.
La Fibre Optique sur Wikipédia
Pour en revenir à l'énigme de départ : des poils, l'ours blanc en a jusque sous les pattes. Cela lui permet d'avancer sur la glace sans trop glisser. Sa fourrure est presque imperméable et sèche rapidement. Mais surtout, on a découvert que chaque poils de cette fourrure fonctionne comme une fibre optique : alors que habituellement, le blanc reflète la lumière, les poils de l'ours blanc capturent la lumière du soleil et la transportent jusqu'à sa peau.
La peau noire de l'ours est ainsi chauffée par le moindre rayon du soleil,dans les régions où il ne fait pas bon se promener tout nu!!
Liens avec d'autres expériences
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Autres expériences
Applications : liens avec le quotidien
Pourrait-on concevoir un vêtement qui capte la lumière et pourrait nous réchauffer, sur le même concept que les poils de l'ours polaire? LA fibre optique est utilisée de nos jours dans les réseaux télécoms pour remplacer les fils de cuivre pour les transmissions des données. C'est un moyen de communication plus rapide et avec lequel les pertes (de données) sont beaucoup moins importantes.
Lieux propices à sa réalisation
A la pêche au crépuscule!
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- Dernière modification de cette page le 14 février 2012 à 12:42.
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