Noms Brigitte Dumaresq TITRE DOMAINE GÉNÉRAL DE
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Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III Noms Brigitte Dumaresq TITRE CLIENTÈLE DURÉE SUGGÉRÉE La veilleuse 1er cycle du secondaire (mon école : 2e année) 5-6 périodes de 75 minutes DOMAINE GÉNÉRAL DE FORMATION Environnement et consommation DGF AXE DE DÉVELOPPEMENT INTENTION ÉDUCATIVE Connaissance de l’environnement Amener l’élève à entretenir un rapport dynamique avec son milieu tout en gardant une distance critique à l’égard de la consommation et de l’exploitation de l’environnement. INTENTION PÉDAGOGIQUE -La lumière est une longueur d’onde, elle a une partie visible et invisible (infrarouge et ultraviolet entre autres) -La lumière blanche peut être divisée en sept couleurs à l’aide du prisme -La lumière est plus que l’éclairage, l’infrarouge et l’ultraviolet sont présent dans nos habitudes de consommation. -Susciter un intérêt pour la recherche fondamentale -Apprendre le schéma de construction Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 1 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 2 COMPÉTENCES DISCIPLINAIRE : CHERCHER DES RÉPONSES OU DES SOLUTIONS À DES PROBLÈMES D’ODRE SCIENTIFIQUE OU TECHNOLOGIQUEE (CD1) Critères d’évaluation Moments de l’observation Outils d’évaluation Représentation adéquate de la situation Phase de préparation Grille d’évaluation Élaboration d’une démarche pertinente pour la situation Phase de préparation Grille d’évaluation Mise en œuvre adéquate de la démarche Phase de réalisation lors de l’expérimentation Grille d’évaluation Élaboration de conclusions, d’explications ou de solutions pertinentes Phase d’intégration Grille d’évaluation COMMUNIQUER À L’AIDE DES LANGAGES UTILISÉS EN SCIENCE ET TECHNOLOGIE (CD3) DISCIPLINAIRE : Interprétation adéquate de messages à caractère scientifique et à caractère technologique. Phase de réalisation Grille d’évaluation Respect de la terminologie, des règles et des conventions propres à la science et à la technologie. Phase de réalisation lors de l’expérimentation. Grille d’évaluation (schéma de construction) TRANSVERSALE : Coopération Critères d’évaluation Moments de l’observation Outils d’évaluation Répartition des tâches et participation à la réalisation du projet Phase de réalisation Grille d’évaluation Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 3 Grilles d’évaluation CD3 Critères / phases Interprétati on adéquate de messages à caractère scientifique et à caractère technologiq ue. Phase de préparation Respect de la terminologie , des règles et des conventions propres à la science et à la technologie. Éléments observables Les réponses des questions 4, 5, 6, 7 et 13 Schéma de construction et croquis. A B C D E L’élève utilise un langage scientifique et s’exprime clairement. Les réponses sont exactes. L’élève utilise un langage adéquat et il peut manquer un élément dans ses réponses. L’élève communique avec un langage courant et manque quelques éléments dans ses réponses L’élève a de la difficulté à exprimer les concepts clairement et est incapable de répondre aux questions. Illisible et incapable de répondre aux questions. Tous les éléments sont représentés et identifier en suivant les règles. Il y a une erreur sur le schéma ou croquis Il ya 2 ou 3 erreurs au total. Plus de 3 erreurs. Schéma et/ou croquis indéchiffrable. Question 9 A, 11 et 12 (croquis) Phase de réalisation et d’intégratio n Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Grilles d’évaluation CD1 Critères / phases Représentation adéquate de la situation Phase de planification Éléments observables Reformulation du but et questionnement approprié A B Le but et le questionnement sont formulés clairement. Le but et le questionnement sont formulés très clairement et sont complets. Didactique des sciences III C Il y a des erreurs mineures dans la formulation du but ou le questionnement est peu pertinent. D Question 1 : Isoler une couleur à partir d’une lumière blanche. Remettre un schéma de construction. 2 sur les 3 Question 2 et 3: Expliquer la lumière. Question 1 : incomplète Question 1 : Isoler la lumière et/ou schéma de construction Question 2 et 3 : Expliquer la séparation de la lumière par le prisme Question 2 et 3 : L’explication de la séparation de la lumière n’est pas mentionnée Question 2 et 3 : E Il y a des erreurs dans la formulation du but et le questionnement n’est pas pertinent. (questions 1, 2 et 3) Question 1 : Isoler la lumière et ou schéma de construction 4 Question 1 et 2 : Les explications sont erronées Expliquer la séparation de la lumière par le prisme. Expliquer les couleurs de la lumière visible. . Élaboration d’un plan d’action pertinent adapté à la situation. Liste de matériel et explication de la solution. (question 8 et 9). Phase de préparation Liste de matériel complet Liste de matériel: manque 1 item Liste matériel manque 2 items ou plus Liste de matériel manque 2 items ou plus Explications pertinentes : erronées et Explication pertinente : source de la lumière : lampe de poche et/ou Explication pertinente : manque 1 item et Explication pertinente manque 1 item et explication pertinente manque 2 items ou plus Les problèmes sont bien identifiés et les solutions apportées sont pertinentes. (3 ou plu de problèmes apportés) Les problèmes sont bien identifiés et les solutions apportées sont pertinentes. (2 problèmes apportés). Un seul problème rapporté et solutionné. N’arrive pas à identifier sans aide des problèmes même si son montage ne fonctionne pas. Les réponses sont non pertinentes et/ou le texte est illisible. Réussit à répondre aux questions 12a à 12d Réussit à répondre aux questions 12a à 12d peut avoir une erreur mineure Réussit à répondre aux questions 12a à 12d peut avoir deux ou trois erreurs mineures Manque des réponses. Les réponses sont non pertinentes et/ou le texte est illisible. écran pour diviser les couleurs de la lumière Prisme pour séparer la lumière. Mise en œuvre adéquate du plan d’action Explication des problèmes/soluti on (question 10) Phase de réalisation Élaboration de conclusions, d’explications ou de solutions pertinentes. Phase d’intégration Analyse du projet et améliorations (Questions 12) 12 e : répond aux exigences : Schéma de construction Sépare les couleurs 12 f : améliorations : Au moins 2 Expliquer clairement Combinaison de 3 critères dans les 2 question 12 e et 12 f Difficulté à identifier des problèmes. 12 e répond aux exigences : Sépare les couleurs Un des 3 doit être : Répond aux exigences : Sépare les couleurs 12 f : améliorations : Au moins 1 Expliquer clairement Expliquer clairement Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III CONTENU UNIVERS Technologique CONCEPTS GÉNÉRAUX Ingénierie CONCEPTS PRESCRITS -Schéma de construction Propriétés de la lumière : Mauvaises conceptions attendue : Les élèves ne pensent pas que la lumière se décompose en 7 couleurs. Ils croient que la lumière blanche est une couleur. Pour démontrer que la lumière blanche se décompose en 7 couleurs, démonstration avec un tube qui contient un prisme et décompose la lumière. De plus, la SAÉ va leur permettre de voir cette décomposition. Terre et espace Phénomènes astronomiques L’infrarouge se voit : les lunettes permettent de voir dans le noir. Sans les lunettes, on ne peut les voir. On doit adapter celle-ci pour permettre de détecter la chaleur émise (infrarouge). L’ultraviolet est visible : « blacklight » Les tubes fluorescents ont un enduit qui réagit sous les rayons ultraviolets. Cette réaction produit un rayonnement violet, ce ne sont pas des rayons ultraviolet. Ceux-ci sont émis mais ils sont invisibles. Vivant Photosynthèse Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 5 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III STRATÉGIES D’exploration, d’instrumentation et de communication TECHNIQUES Techniques de schématisation Techniques d’assemblage, de montage ATTITUDES La curiosité Considérations de solution originales CHAMP TECHNOLOGIQUE OU THÈME (s’il y a lieu) Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 6 Planification d'une SAÉ Science et technologie Îlots de rationalité Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Didactique des sciences III 7 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III SITUATION DE DÉPART ÉNONCÉ DE LA TÂCHE (sous la forme d’une consigne qui rappelle les intentions, les compétences ciblées et la production attendue) La compagnie, lumière inc., a décidé de développer une veilleuse. Cette veilleuse sera spéciale, à partir d’un globe normal, l’utilisateur pourra choisir la couleur de la lumière. Tu travailles au département de développement. Ton patron vient te voir et te demandes de lui fabriquer un système qui permettra d’isoler une couleur spécifique d’une lumière blanche. Comme c’est le stade de développement, ta tâche consiste à déterminer comment isoler une couleur d’une lumière blanche. Tu devras expérimenter pour découvrir la meilleure technique pour isoler une couleur spécifique. Tu devras remettre un schéma de construction pour que tes collègues puissent reproduire ton travail. Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 8 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 9 LES RESSOURCES REQUISES (outils de référence – matériel informatique – matériel périssable – personnes ressources) Prismes Lampes de poche Couvercle de plastique Carton noir Carton blanc Feuille blanche Livre univers de Erpi Ordinateur REPÈRES CULTURELS Avant Isaac Newton, on pensait que la lumière blanche était une autre couleur, au même titre que le bleu, le rouge, le jaune etc. Newton démontra à l’aide de deux prismes que la lumière blanche se décomposait en différentes couleurs. Le premier prisme décompose la lumière alors que le deuxième est placé de manière qu’une seule couleur arrive dessus. Au deuxième prisme, il n’y pas de décomposition, prouvant que seule la lumière blanche se décompose. Les aurores boréales : on connaît leurs origines depuis le 20 e siècle seulement. Avant elles faisaient vibrer notre imagination, il existe plusieurs mythes : les esprits guident les âmes récemment décédés pour qu’ils trouvent leurs chemins; voir http://www.curiosphere.tv/rdv_science/dossier4_matiere/plasma06.htm Un teint blanc est souvent perçu comme un teint maladif et un teint bronzé en santé. Cette nouvelle façon de voir les choses est apparu suite à la révolution tranquille où les gens avaient maintenant des loisirs et partaient en vacances au Soleil. Par contre le teint bronzé ne durait pas durant l’hiver. Pour palier à cela, les gens ont commencé à utiliser les salons de bronzage. (rappeler que les rayons UV artificiel aussi nocif que ceux naturels) Articles intéressants : http://www.soleil.info/sante/les-uv-artificiels/les-pratiques-scandaleuses-decertains-acteurs-du-bronzage-artificiels.html Au Canada, le synchrotron qui est traité à la fin La luminothérapie et la photothérapie : question DGF Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 10 APPROCHE PÉDAGOGIQUE Ma situation d’apprentissage “Une veilleuse” utilise l’approche par projet. Dans l’approche par projet l’enseignant accompagne les élèves dans leurs démarches. L’accompagnement se fait tout au long du projet réalisé par les élèves. Carole Raby et Sylvie Viola (2007) résume cet approche ainsi : « modèle d’enseignement qui engage l’élève dans l’acquisition de connaissances, la construction de savoirs et le développement de compétences. » Elles mentionnent aussi : « «L’approche par projet doit aussi fournir l’occasion de se fixer des buts, faire des choix, d’adopter une attitude d’explorer, de discuter et de collaborer avec ses camarades pour réaliser et présenter une production concrète. » Cette approche aide les étudiants à acquérir les connaissances. Cet acquisition ce fait en stimulant leur intérêt sur la matière. Dans ce cas-ci, je veux stimuler les étudiants en les faisant se poser des questions sur la nature de la lumière. En quoi la lumière est importante sur nos vies? Quel est l’impact de la lumière sur la société? Ses questions posées en introduction au sujet intriguent les élèves sur un sujet qu’il croit connaître. Pour éveiller leur intérêt, j’ai aussi un appareil, un tube en carton avec l’équivalent d’un prisme à l’intérieur et une fente pour mettre devant une source de lumière. Aligner avec la lumière, il produit un spectre de la lumière visible clair et nette. Cela leur permet de voir la décomposition de lumière. Dans cette étape l’élève, doit s’appliquer à faire un plan pour construire un monochromateur. Par la suite, il se joint à une équipe et doit discuter, collaborer et explorer différentes avenues pour réaliser le projet. La construction du savoir se fait sur les idées que l’élève a déjà du sujet. C’est pourquoi, je leur fais faire un document sur les propriétés de la lumière et que l’on discute de la séparation de la lumière. C’est-à-dire que la lumière blanche n’est pas une couleur. Le projet, leur permet d’expérimenter cette information qu’ils ont trouvée. Durant l’expérimentation, je discute avec les différentes équipes lorsqu’ils ont réalisé la séparation de la lumière. Ils apprennent, aussi, à planifier un projet, à concevoir un objet technique et lors de la construction d’un objet, il arrive que notre planification soit erronée. Il faut penser et trouver de nouvelles solutions à fin de faire les modifications nécessaires pour arriver au résultat final. Le développement des compétences se fait tout au long du projet. Ces compétences ne sont uniquement celle du MELS. L’approche par projet aide à former des étudiants autonomes. Ceux-ci se retrouve responsable de la mise sur pied s’un projet, dans ce cas-ci d’ordre technologique. Ils doivent construire un monochromateur. L’approche projet est stimulante, le monochromateur étant un instrument inconnu pour eux. Pour réussir leur construction, ils doivent se poser des questions comment le réaliser, choisir une méthode de réalisation, le réaliser et proposer des améliorations sur leurs modèle en faisant un croquis des suggestions proposées. Dans ce projet, les élèves sont aussi confronté à la fabrication d’un objet technologique et ils ne reçoivent aucune indication sur comment. À ce niveau, c’est déconcertant pour eux. Ils sont perdus devant une tâche qui leur semble inaccessible. Après quelques minutes, ils commencent à penser, et se rendent compte qu’ils peuvent figurer l’information. Cela leur permet de se sentir valoriser individuellement et de partager à la réalisation en équipe. Dans la dernière partie du projet, les élèves vont être invité à discuté leur projet et quel était la meilleure solution selon eux. Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 11 Cette approche est en une de socioconstructivisme. Ce courant met l’emphase sur la construction des apprentissages de l’élève et l’impact de son environnement. Un des grands impacts et la collaboration. Normalement, l’élève a appris à travailler individuellement, la prochaine étape est celle de travailler en groupe. L’approche par projet privilégie les deux. Dans mon projet, l’élève doit faire une partie individuelle mais, il doit aussi partager et travailler en coopération. La réalisation de projet en équipe est une forme de mimétisme et tel que cité par Carole Raby et Sylvie Viola (2007), Vygotski aurait dit « ce que l’enfant sait faire aujourd’hui en collaboration, il saura le faire tout seul demain. » Les deux principes de Piaget sont aussi importants : l’organisation (stades de développement) et l’adaptation. L’élève de 1er cycle se retrouve entre le 2e et le 3e stade de développement, c’est-à-dire, celui de la représentation mentale où il peut effectuer plusieurs opérations sur des objets concrets et celui de la pensée hypothético-déductive. Je crois qu’il est important dans l’approche par projet de comprendre que les élèves ne sont pas tous rendu au 3e stade. Le travail en équipe, permet l’échange avec les pairs et les stimulent à développer ce stade. L’adaptation est importante car elle est l’équilibre entre l’acquisition de nouvelles connaissances et la construction de nouvelles connaissances basées sur des acquis. Cet aspect a été discuté plus haut. L’approche projet est une approche qui répond aux objectifs du renouveau pédagogique en développant les compétences des élèves. Elle stimule aussi les élèves dans leurs apprentissages selon le courant socioconstructivisme. L’approche est stimulante car elle permet à l’élève de participer à son apprentissage. Aujourd’hui, c’est une qualité importante dans l’enseignement puisque l’on se retrouve avec des élèves qui veulent bouger et participer et non rester passivement assis. Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 12 APPROCHE ORIENTANTE Ingénieur : Il fait les plans de machinerie. Physicistes, chimistes, médecins en recherche : les utilisateurs du synchrotron Technicien en laboratoire de police « CSI » : utilisation des appareils pour l’identification de divers molécules présentes sur les lieux du crime. Dessinateurs : pour ceux qui aiment faire les schémas. DIFFÉRENCIATION PÉDAGOGIQUE La situation d’apprentissage vient chercher les kinesthésiques. Ils vont manipuler le prisme pour vérifier la théorie vu et résoudre le problème. Elle est bien aussi pour les visuels puisqu’ils vont voir la lumière blanche se décomposer. Les auditifs seront aussi stimulés par la présentation de la fin du synchrotron qui est orale. CONTENU DE L’APPROCHE Aspects métacognitifs Sans que ce soit spécifiquement l’approche par projet, l’élève doit se poser des questions pour réaliser un projet : -Quels sont mes connaissances à ce sujet? -Est-ce que je comprends bien le projet? -Qu’est-ce que je dois savoir pour le réaliser? -La comparaison des différents scénarios permet une régulation en choisissant le meilleur ou en combinant différentes idées. -Le fait de devoir expliquer sa solution. Ce n’est que quelques exemples de questions qui relèvent de la métacognition. Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 13 LIENS INTERDISCIPLINAIRES MATIÈRE Les arts plastiques Éventuellement, la compagnie veut vendre le produit au grand public. Il faut trouver comment le présenter au public. Les arts plastiques au premier cycle ont la compétence « créer des images médiatiques » où l’élève doit s’assurer que son message passe bien á travers une réalisation artistique. COMPÉTENCE DISCIPLINAIRE Créer des images médiatiques Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 14 DÉROULEMENT DE LA TÂCHE PHASE DE PRÉPARATION Description de l’activité Durée : 150 minutes 2 périodes Présentation des concepts aux élèves : Il prépare le document sur la lumière à l’aide du volume Univers et une discussion s’ensuit pour s’assurer la compréhension. • • Matériel requis Volume univers d’Erpi La lumière et le spectre électromagnétique (voir document en annexe) Le schéma de construction Lecture de la situation d’apprentissage p. 1 journal de bord Vérifier que tout le monde comprend bien Première partie du projet : Cerner le problème Deuxième partie du projet : Élaboration de la démarche Traitement du DGF La lumière nous entoure, c’est une source d’énergie importante et qui peut servir dans plusieurs domaines. Est-ce que les élèves peuvent nommer au moins 2 utilisations de cette source? Lumière visible : Photosynthèse Vision Énergie solaire comme énergie propre Évaluation CD1 Cerner le problème : questions 1,2 et 3 Élaboration d’une démarche : question 8 CD3 Interprétation juste de message à caractère scientifique ou technologique : questions 4, 5, 6 et 7 Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 p. 2 journal de bord p. 3 journal de bord p.3 journal de bord Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 15 PHASE DE RÉALISATION Description de l’activité Durée : 150 minutes 2 périodes En équipe de 4, ils choisissent un plan des 4 plans et le réalisent. Matériel requis Prismes, cartons, papiers, ciseaux, lampe de poche Journal de bord p.4 et 5 Les élèves apportent les modifications nécessaires à leur plan. Une fois que les élèves obtiennent le résultat voulu, ils font le schéma de construction. Traitement du DGF La luminothérapie : définition et exemples Lire le reportage : http ://www.radiocanada.ca/actualite/enjeux/reportages/2004/040127/hiver.shtml La photothérapie http ://www.vulgaris-medical.com/encyclopedie/phototherapie-3650.html Évaluation CD1 : Mise en œuvre adéquate de la démarche : question 9b CD3 : Respect de la terminologie, des règles et des conventions propres à la science ou à la technologie. Question 9a Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Journal de bord p.6 Journal de bord p.7 Journal de bord p.10 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 16 PHASE D’INTÉGRATION Description de l’activité Durée : 150 minutes 2 périodes Analyse du projet, est-ce qu’il répond aux exigences? Matériel requis Journal de bord p.8 et 9 Quelles améliorations, pourrais-tu amener à ton prototype? Fais un croquis d’un prototype qui serait fixe et transportable. Discussion sur les différents projets pour voir s’il y avait un montage qui était mieux. Explication du synchrotron et de son utilité. Présentation power point Journal de bord p.11 à 13 Traitement du DGF L’utilité du monochromateur. Qu’est-ce le synchrotron et son utilité? Évaluation CD1 : Élaborations de conclusion, d’explications ou de solutions pertinentes : question 11 et 12 CD3 : Production ou transmission adéquate de messages à caractères scientifiques : question 12 Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 17 COMMENTAIRES -Le projet devait comporter 4 périodes. Je l’ai modifié à 6 périodes. L’obtention du spectre est difficile avec l’intensité de lumière d’une lampe de poche et son grand rayonnement. Il est facile de déborder sur différents liens : par exemple, j’ai élaboré sur les périodes glaciaires en parlant de l’albédo dans les propriétés de la lumière. - Je recommande à l’enseignant d’effectuer des tests lui-même pour avoir une idée de la bonne façon de faire le montage. Il devient plus facile d’aider les élèves qui éprouvent beaucoup de difficulté. -Si c’est une des premières fois qu’on travaille un projet technologique : j’ai trouvé que les élèves ont de la difficulté à élaborer un plan d’action. Ils ont aussi de la difficulté à comprendre un schéma de construction. Cette situation m’a permis d’identifier ce pont de faiblesse pour une bonne partie de ma classe. Je vais donc revenir sur cela avant le prochain projet technologique. -Si votre école a un collimateur, il serait intéressant de l’utiliser pour ce projet. Je crois que vous obtiendriez un meilleur résultat. -J’avais une présentation Power Point pour présenter le synchrotron aux élèves. Vous pouvez utiliser les liens á la fin du journal de bord pour le présenter en classe. Cela pourrait amener une activité où les étudiants feraient un document expliquant le synchrotron. -Les élèves ont bien aimé le projet, cela leur a permis de -C’est un projet qui peut être adapté au secondaire 4 en l’étoffant un peu plus. Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Voici un exemple d’un schéma de monochromateur : http://contact.asv.free.fr/Image/SpectroPrincipe.JPG Voici un monochromateur : Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Didactique des sciences III 18 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 19 Annexe 1 : La lumière Définition de lumière: _____________________________________________________________________________________ _________________________________________________ Source de lumière principale pour les vivants de la Terre: _____________________ Âge de cette source : ________________ Importance de la lumière du Soleil pour les vivants : Environnement : _____________________________________________________________________________________ _________________________________________________ Photosynthèse : ___________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _______________________________ Schématise la photosynthèse : Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 20 Les propriétés de la lumière : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Les concepts que nous avons de la lumière est tellement est liée à notre vision, que nous avons de la difficulté à concevoir le terme lumière invisible. La lumière blanche peut être décomposée en 7 couleurs principales. Ce sont les couleurs de l’arc-en-ciel. En physique, on peut mesurer les longueurs d’onde associées à ces couleurs. Pour décrire quelles couleurs les vivants peuvent voir, on utilise leurs longueurs d’onde. Les humains voient le spectre compris entre 400 nm et 700 nm. Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 21 Lumière visible : Couleur Rouge Orange Jaune Vert Bleu Violet Longueur d’onde (nm) 700 650 600 550 500 450 Maxwell (1831-1879) démontre que toutes les nuances peuvent être obtenues à partir de trois teintes fondamentales (couleurs primaires) le Rouge, le Vert et le Bleu. Dès 1865, il vient à dire, qu’il y a d’autres longueurs d’ondes invisibles pour nous. Avant Isaac Newton, on pensait que la lumière blanche était une autre couleur, au même titre que le bleu, le rouge, le jaune etc. Newton démontra à l’aide de deux prismes que la lumière blanche se décomposait en différentes couleurs. Le premier prisme décompose la lumière alors que le deuxième est placé de manière qu’une seule couleur arrive dessus. Au deuxième prisme, il n’y pas de décomposition, prouvant que seule la lumière blanche se décompose. Suite à plusieurs découvertes, nous résumons les différentes longueurs d’onde dans le spectre électromagnétique : Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 22 Les longueurs d’ondes qui nous intéressent sont la lumière visible, l’infrarouge et l’ultraviolet. Ce sont des longueurs d’ondes qu’émet notre Soleil et nous affecte directement. La lumière visible nous permet de percevoir notre environnement. Cette capacité a toujours été importante dans l’histoire de l’humanité. L’humain a pu « apprivoiser » la noirceur et ses craintes grâce à la lumière. Le feu en plus de sa chaleur, permettait aux humains de voir dans la nuit. L’Homme a continué à conquérir le noir, par les torches, les lampadaires à huile et finalement la lumière produite par l’électricité. Les ampoules électriques ont révolutionné le monde. Les gens ont commencé à être plus actifs le soir et la nuit. Les humains n’étaient plus soumis au cycle de jour/nuit. La lumière visible est aussi utile dans l’appréciation de la beauté dans les arts. Les milliers de nuances que nous pouvons créer avec les couleurs primaires nous permettent de merveilleuses créations. Les infrarouges sont des rayonnements de faible énergie qui affectent directement notre vie de tous les jours. Au restaurant, les lampes qui émettent une certaine lumière visible, orangé, émettent surtout des rayons infrarouges. Ces rayons émettent de la chaleur. Votre nourriture réchauffe. Les vivants émettent de la chaleur donc des rayons infrarouges. On retrouve des adaptations chez les animaux qui leur permettre de « voir » leur proie selon les rayons infrarouges émis. Les serpents ont leurs yeux pour voir le spectre visible et d’autres types de récepteurs qui captent les infrarouges. Leur cerveau leur envoie une image avec cette information. Ils peuvent donc voir leur proie même dans le noir. Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008 Planification d'une SAÉ Science et technologie Didactique des sciences III 23 Les ultraviolets sont les rayonnements qui activent le bronzage de notre peau. C’est le mécanisme de défense de notre corps contre ces rayons qui sont nocifs. On sait aujourd’hui qu’ils peuvent provoquer des cancers. La vie terrestre a pu apparaître sur Terre suite à la couche d’ozone qui nous protège de la majeure partie de ces rayons. Les ultraviolets ont de plus forte énergie que la lumière visible. Les ultraviolets sont émis par les « black light » dans les bars. L’enduit sur les tubes absorbe les rayons et les réémettre sur le spectre visible. La quantité émise est contrôlée et considérée non nocive pour la santé. Certains animaux se sont adaptés à ce type de rayonnement. Les abeilles ne voient pas le rouge, il lui apparait comme gris foncé. Elles sont très sensibles à l’ultraviolet. Elles ne voient donc pas le monde comme nous. Ses couleurs primaires sont : le jaune, le bleu et l’ultraviolet. Les rayons ultraviolets sont utilisés de nos jours pour identifier de faux billets de banque, pour identifier des types de minerai… On l’utilise aussi en médecine comme marqueur génétique. Les rayons UV sont très utiles pour l’identification de certaines substances dans les enquêtes policières. Pour plus d’information sur les types de rayons ultraviolets : http://encyclopedie.snyke.com/articles/ultraviolet.html L’astronomie utilise beaucoup la lumière. L’objet de prédilection pour observer l’espace est le télescope. Les télescopes transmettent une image des différents points dans le ciel. Ces images peuvent être du spectre visible mais aussi des autres différentes longueurs d’ondes. Par exemple : « Les premières observations astronomiques dans l’infrarouge depuis l’espace remontent uniquement à une vingtaine d’année, chaque décennie ayant été marquée par le lancement de satellites novateurs qui ont bouleversé la perception même que nous avions du cosmos. Les satellites dans l’infrarouge sont en effet à même de détecter des objets froids, y compris des systèmes planétaires, des poussières et des gaz interstellaires ou encore des galaxies lointaines, particulièrement difficiles à observer dans la partie visible du spectre lumineux. L’astronomie dans l’infrarouge permet également d’étudier la formation des étoiles et des galaxies car l’énergie en œuvre lors de ces phénomènes se situe essentiellement dans les longueurs d’ondes de l’infrarouge. » Tiré de http://www.flashespace.com/html/fev06/23_02.htm Brigitte Dumaresq, Commission scolaire de Laval 2008
