Parabole chauffante

Comment contrôler la lumière ? A l'aide d'une matière bien choisie et d'une forme appropriée, il est possible de concentrer les rayons.

 

Une lampe est braquée sur une large parabole aux reflets métallisés. En approchant la main, le visiteur constate que la lumière est faible à proximité de la parabole, mais intense s'il s'en éloigne un peu. Au maximum, sa main luit avec plus d'intensité que l'ampoule ne semble en émettre. 

La parabole est un miroir dont la forme concentre la lumière en un endroit, appelé point focal. Elle renvoie tous les rayons que lui envoie l'ampoule et les dirige vers le point focal, qui cumule ainsi toute leur intensité.

 A l'aide d'une télécommande, deux ampoules différentes sont disponibles. Si la lampe allumée est à économie d'énergie, le visiteur percevra uniquement la lumière sur sa main. Mais l'autre ampoule, à incandescence, lui fera également ressentir la chaleur sur sa peau.

L'ampoule à économie d'énergie n'envoie que de la lumière blanche, visible. L'ampoule à incandescence fabrique en plus des rayons infrarouges, invisibles mais apportant de la chaleur. Ce sont par exemple ces rayons infrarouges qui réchauffent la peau exposée au soleil. La parabole renvoie ces rayons thermiques de la même façon que la lumière visible et les concentre au point focal, sur les mains des visiteurs. 

Les paraboles de la télévision par satellite sont les plus connues, elles qui trônent sur les toits et balcons de nombreux immeubles. Elles concentrent des ondes radios et leur récepteur est placé au point focal pour avoir un signal le plus intense possible. Les paraboles servent aussi bien pour des fours solaires (infrarouges), des projecteurs de spectacle (lumière visible) ou des microphones directionnels (ondes sonores).

 

Cette manip permet de montrer la concentration des ondes invisibles, leur trajet et l'énergie qu'elles véhiculent. Etudiées dès la cinquième, la propagation de la lumière est ici manipulée concrètement. La distance focale relève quant à elle du programme de la classe de quatrième.