Une question de point de vue

En plaçant Mme Courgette dans le verre et en l’observant depuis le dessus, on ne voit rien de bizarre (voir image de gauche).

Par contre, tout est différent depuis le point de vue de Monsieur Courgette. En regardant Mme Courgette depuis le côté, on observe un drôle d’effet : ses jambes apparaissent décalées latéralement par rapport à la partie hors de l’eau, comme si elles étaient brisées. Cela explique l’inquiétude de M. Courgette.

Ce phénomène est dû à la réfraction de la lumière. La lumière se propage dans l’air à une certaine vitesse. En pénétrant dans l’eau, le milieu de propagation change et donc sa vitesse aussi. La lumière est en quelque sorte ralentie dans l’eau et sa trajectoire est ainsi déviée. Les rayons lumineux qui proviennent des cuisses de Mme Courgette et qui vont vers ton œil sont déviés/réfractés par l’eau. Cela te donne l’impression que les jambes de Mme Courgette ne sont plus à leur place.

La prochaine fois que tu seras toi même dans la baignoire, tu pourras observer ce même phénomène sur ton corps : si tu tends la jambe vers le haut, elle paraîtra brisée et nettement raccourcie.

De plus, si tu as essayé de changer le liquide, tu auras probablement remarqué que chaque liquide dévie les rayons lumineux différemment !

Premièrement, observe attentivement l’image de Mme Courgette dans le miroir: on voit à nouveau ses jambes décalées et rétrécies. Cela est encore dû à la réfraction de la lumière dans l’eau.

Lorsqu’on incline le miroir, on voit une partie de plus en plus grande du corps de Mme Courgette. Par contre, à partir d’une certaine inclinaison (l’angle critique), la partie du corps qui est hors de l’eau n’est plus visible dans le miroir et à sa place on voit la partie du corps qui est sous l’eau. Mme Courgette perd alors sa tête !

Mais, quelle est la cause de ce phénomène?

Pour mieux comprendre, enlevons le miroir de l’expérience et regardons ce qui se passe en changeant de perspective. Il faudra observer ton personnage de 3 positions différentes :

• Par-dessus avec un angle

• Au niveau de l’eau
• Sous l’eau. Pour cela tu peux choisir de t’équiper d’un masque et d’un tuba, mais je te déconseille de mettre ta tête sous l’eau J C’est beaucoup plus simple si tu remplaces ta bassine par un récipient transparent, comme par exemple un plat à gratin. Tu pourras ainsi voir sous l’eau à travers le plat !

Plaçons Mme Courgette la tête dans l’eau et observons la de ces trois points de vue.

1) Par-dessus avec un angle  La tête de Mme Courgette apparaît comme si elle était beaucoup plus petite que ce qu’elle n’est en réalité. En passant de l’air à l’eau, la lumière est réfractée.
2) Au niveau de l’eau Mme Courgette apparaît coupée en deux morceaux.  C’est aussi la réfraction qui crée cet effet.
3) Sous l’eau Lorsqu’on regarde sous l’eau, la surface de l’eau se comporte comme un miroir parfait : c’est la réflexion totale. Le rayon lumineux n’arrive plus à sortir de l’eau et on voit une image double.

Le phénomène de la réflexion totale ne se manifeste que si l’angle d’incidence (entre la verticale et le rayon) est supérieur à un certain angle dit critique qui, pour l’eau, équivaut à environ 48°.  Si cet angle est inférieur, on observe à nouveau le phénomène de réfraction entre l’eau et l’air.

Maintenant que tu as compris ce qu’est la réflexion totale, le reste est assez simple : le miroir nous permet juste d’observer ce phénomène sans avoir besoin d’un masque et d’un tuba.

Néanmoins cela peut être une chouette expérience à faire cet été à la mer !