⏱️DURÉE5 min
🎯DIFFICULTÉTrès facile
👶ÂGEDès 4 ans
🧹PROPRETÉModéré
🏠LIEUIntérieur
✅TAUX DE RÉUSSITE95%
La lumière blanche cache un secret : elle contient TOUTES les couleurs de l'arc-en-ciel ! Un simple prisme (ou même un vieux CD) suffit pour les révéler.
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Activité à faire toute l'année, en famille ou en classe !
🧪 Matériel nécessaire
- 🔺 Prisme en verre (ou CD/DVD) 1 · magasin bricolage
- ☀️ Lumière du soleil (ou lampe torche) 1 source · nature
- 📄 Feuille blanche 1 · papeterie
📋 Étapes de l’expérience
1
Trouver la lumière
Placez-vous près d'une fenêtre ensoleillée. Posez la feuille blanche sur une table.
💡 Le soleil direct donne le meilleur résultat. Un jour nuageux marche aussi mais l'arc-en-ciel sera moins vif.
2
Disperser la lumière
Tenez le prisme dans le rayon de soleil et orientez-le pour projeter l'arc-en-ciel sur la feuille blanche. Tournez lentement jusqu'à obtenir le plus bel arc-en-ciel.
💡 Avec un CD, inclinez-le face brillante vers le soleil — les reflets arc-en-ciel apparaissent.
3
Observer et explorer
Identifiez les 7 couleurs : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet. Le rouge est toujours le moins dévié, le violet le plus dévié.
💡 Essayez de recombiner les couleurs avec un second prisme — vous retrouverez la lumière blanche !
🤓 Pourquoi ça marche ?
La lumière blanche est un mélange de toutes les couleurs visibles. Quand elle entre dans le prisme, chaque couleur est déviée (réfractée) d'un angle différent parce qu'elle a une longueur d'onde différente. Le rouge (λ ≈ 700 nm) est peu dévié, le violet (λ ≈ 400 nm) est très dévié. C'est la dispersion de la lumière, découverte par Isaac Newton en 1666 !
Concepts scientifiques
dispersion de la lumièreréfractionspectre visiblelongueur d'onde
📚 Au programme scolaire : CE2 – 4ème
📖 Approfondir : Pourquoi un prisme crée-t-il un arc-en-ciel ?
🔭 La science en détail
Dans le verre, la lumière ralentit, et ce ralentissement dépend de la longueur d'onde : l'indice de réfraction d'un verre courant vaut environ 1,51 pour le rouge et 1,53 pour le violet. D'après la loi de Snell-Descartes (n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂), chaque couleur est donc déviée d'un angle légèrement différent à l'entrée et à la sortie du prisme : deux degrés d'écart suffisent à étaler le spectre sur une feuille. Dans l'arc-en-ciel naturel, chaque goutte de pluie joue ce rôle : la lumière y est réfractée, réfléchie au fond de la goutte, puis réfractée à nouveau, et ressort concentrée autour de 42° — c'est pourquoi l'arc est toujours un cercle centré à l'opposé du soleil.
Le CD, lui, ne réfracte pas : sa surface porte une spirale de sillons espacés d'environ 1,6 micromètre, qui agit comme un réseau de diffraction. Les ondes réfléchies par les sillons voisins interfèrent, et chaque longueur d'onde ressort dans une direction propre. C'est ce même principe, poussé à l'extrême, qui permet aux astronomes d'analyser la lumière des étoiles : les raies sombres de leur spectre révèlent les éléments chimiques présents, sans jamais s'y rendre.
Pour les ados et les parents curieux 🤓
⚠️ Sécurité
⚠️
Ne regardez jamais le soleil directement, même à travers un prisme
🛠️ Ça n’a pas marché ? Les ratés les plus fréquents
🚀 Pour aller plus loin
✨ Projetez l'arc-en-ciel sur le plafond dans une pièce sombre
✨ Essayez avec un verre d'eau : remplissez-le et utilisez-le comme un prisme
✨ Photographiez l'arc-en-ciel et identifiez les transitions entre couleurs
📜 La petite histoire
En 1666, Isaac Newton, réfugié dans sa maison de Woolsthorpe pendant l'épidémie de peste, perce un trou dans un volet et place un prisme dans le rayon de soleil. Le spectre s'étale sur le mur opposé. Son coup de génie est l'« experimentum crucis » : il isole le seul rayon rouge et le fait passer dans un second prisme. Le rouge est dévié mais reste rouge. Preuve que le prisme ne fabrique pas les couleurs : il les sépare. La lumière blanche est un mélange. Newton publiera l'ensemble dans son traité Opticks en 1704.
💡 Bon à savoir : Cette expérience dépend totalement de la météo car elle nécessite un rayon de soleil direct et puissant pour fonctionner parfaitement. Les lampes de maison classiques sont souvent trop faibles pour projeter des couleurs bien nettes.
🔬
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❓ Questions fréquentes
Pourquoi la lumière du soleil semble-t-elle blanche si elle contient des couleurs ?
Toutes les couleurs voyagent ensemble si serrées qu'elles se mélangent pour nos yeux. Le prisme sert de trieur magique qui les force à se séparer pour qu'on puisse enfin les voir une par une.
Comment se forme un vrai arc-en-ciel dans le ciel ?
C'est exactement le même principe qu'avec ton prisme ou ton CD. Les gouttes de pluie captent la lumière du soleil et la décomposent en sept couleurs avant de la renvoyer vers tes yeux.
Peut-on réaliser cette expérience sans aucun matériel ?
Tu peux utiliser un simple verre d'eau rempli à ras bord et le placer au bord d'une fenêtre ensoleillée. L'eau jouera le rôle du prisme et projettera un petit arc-en-ciel sur le sol ou le mur.
Pourquoi l'ordre des couleurs est-il toujours le même ?
Chaque couleur possède sa propre énergie et ne se courbe pas de la même façon en traversant l'objet. Le rouge est toujours le moins dévié alors que le violet est celui qui tourne le plus fort.
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