2015, année-lumière : Les ressources

Activités de classe

Le théâtre d’ombres

Cycle 3

Cette séquence, réalisée dans le cadre d'un projet visant à réaliser l'éclairage et les décors d'un mini-théâtre, permet d'intéresser les élèves à l'étude des ombres et de la lumière : 
- La lumière ne traverse pas tous les objets
- La lumière se propage en ligne droite
- La lumière peut changer de direction de propagation lorsqu'elle rencontre certains matériaux
- La lumière est émise ou réfléchie par une "source"

Composer des couleurs à partir de matière ou de lumière

Cycle 2

Cette séquence a pour objectif principal de faire découvrir aux enfants que les couleurs sont issues de la superposition d'autres couleurs et qu'elles peuvent être décomposées, qu'il s'agisse de matière colorée ou de lumière colorée. Il s'agit de mettre en évidence les différences entre les propriétés, liées aux couleurs, de la lumière et de la matière. Les couleurs primaires utilisées pour les feutres (mélange de matière) et pour la télévision (mélange de lumière) sont étudiées.

Observation d'une éclipse de Soleil

Cycle 3

Récemment, la France a connu plusieurs éclipses de Soleil, totales ou partielles : 3 octobre 2005, 29 mars 2006, 1er août 2008. Les deux premières, en pleine année scolaire, ont permi de passionnants travaux dans les écoles. Cette séquence illustre comment exploiter en classe la venue d'un événement astronomique exceptionnel, en se basant sur l'éclipse de 2006. Outre l'observation elle-même, cet événement permet d'échanger avec des classes de différents pays (ici, le Bénin). Vous trouverez ci-dessous quelques informations essentielles ainsi que des activités concernant l'éclipse elle-même, mais aussi ses trois acteurs, le Soleil, la Lune , et la Terre. Des liens vous permettront d'accéder à des compléments documentaires ou pédagogiques. 

Travailler sur la lumière : des objets qui contiennent des miroirs

Cycle 2

Les enfants observent les images d'objets placés entre 2 puis 3 miroirs. Ils construisent ensuite des kaléidoscopes, périscopes ou praxinoscope, ce qui, outre l'étude des propriétés de la lumière, est l'occasion de travailler également des compétences en géométrie.

Les couleurs

Cycle 1

Au cycle 1, un travail sur la couleur s'inscrit dans une étude plus large de la lumière et de ses effets sur les surfaces ou matériaux qu'elle éclaire. C'est un thème privilégié pour lier l'éducation artistique - expression et analyse des émotions esthétiques, maîtrise des moyens de s'exprimer de cette façon - et l'éducation scientifique - analyse physique de la relation entre lumière /matière /perception. C'est aussi l'occasion de travailler le langage : la désignation des couleurs, le vocabulaire associé, les moyens dont on dispose pour exprimer des nuances.

Tcho l’escargot découvre la lumière et la couleur

Cycle 1

Tcho l'escargot découvre la lumière et les couleurs. Réalisation d'un livre de « science-fiction » dans une classe de ZEP de 22 élèves de grande section de maternelle durant l'année scolaire 2009/2010. "La boîte à mystère", support de séances de sciences hebdomadaires sur la lumière, a permis, au départ, d'éveiller la curiosité des enfants. Puis elle a été laissée de côté pour mener d'autres expérimentations autour des couleurs et des ombres. Afin de rassembler et valoriser les traces écrites, les fiches d'expériences et les réalisations plastiques en lien avec les découvertes sur les couleurs, l'enseignante a proposé d'écrire l'histoire de Tcho l'escargot et de fabriquer un livre. Pour les enfants, les réalisations plastiques devenues support du livre, ont donné du sens à toutes leurs productions.

Quelques conditions de croissance des plantes

Cycle 2

Expérimentations faisant suite aux hypothèses des enfants concernant la circulation d'eau, les besoins en eau et en lumière des plantes ainsi que la germination.

la lumière et la couleur, un chemin vers l'arc-en-ciel (Prix LAMAP 2013)

Cycle 1

Ce projet a été mené avec des élèves de 4 à 5 ans de moyenne section de maternelle. Il s'appuie sur des observations et des expériences simples, proposées par la maîtresse voire conçues par les enfants ou réalisées avec l'aide de partenaires extérieurs. L ’objectif de ce projet est de s'approprier une démarche expérimentale et tenter de démontrer que l'arc-en-ciel n'est pas "magique" mais est un phénomène physique qui s’explique. Le projet comporte deux volets principaux : - reconnaître, nommer les couleurs de l’arc-en-ciel, réaliser des mélanges et des dégradés de couleur. - observer, comprendre et essayer de reproduire en classe le phénomène d’apparition de l’arc-en-ciel. Au cours du projet, nous avons eu des interactions avec des partenaires tels que deux étudiantes en 3ème année de licence scientifique (Projet ASTEP), des étudiants de BTS optique et leur professeur, un chercheur de l'INRA, le professeur responsable de la promotion des sciences pour l’académie d'Orléans-Tours. Un site internet a été créé, il reprend ce dossier mais également de nombreux éléments complémentaires, tels que les prolongements du projet faits en classe, des diaporamas et des vidéos réalisés pendant l'année.


Documentation Scientifique

Les objets optiques

Extrait de Nouvel Autodidactique aux Editions Quillet. Ouvrage collectif, publication en mars 1993.
- L'appareil photographique
- Les lentilles
- Les miroirs

L'oeil

L'oeil est un organe assez exceptionnel car il s'adapte instantanément à des situations différentes. Il peut regarder un objet situé à 25 cm de lui puis immédiatement un objet situé à l'infini. Il supporte de grandes variations d'intensité lumineuse et peut reconnaître une gamme étendue de couleurs.

Lumière et couleurs

Extrait de Nouvel Autodidactique aux Editions Quillet. Ouvrage collectif, publication en mars 1993.
- Le spectre de la lumière blanche
- La synthèse des couleurs

Les couleurs du ciel, de jour comme de nuit

L'atmosphère terrestre donne lieu à des phénomènes spectaculaires comme les mirages, les arcs en ciel, etc. D'autres phénomènes nous sont cependant si familiers que nous les prenons comme des évidences : "pourquoi le ciel est-il bleu ?", "pourquoi la nuit est-elle noire ?" si ces questions paraissent naïves, leurs réponses nous ferons découvrir des phénomènes physiques et astrophysiques étonnants !

Domestiquer la lumière

Quelles sont les différentes techniques inventées par l’homme au cours des siècles pour créer des sources de lumière ? Comment l’observation et l’expérience l’ont-elles guidé, à chaque époque, pour les améliorer et les sophistiquer, depuis les lampes à combustion, dont l’humanité s’est servie jusqu’au XIXe siècle, jusqu’aux diodes électroluminescentes (DEL), apparues sur le marché tout récemment ?

Les lois de l'optique

Présentation des lois de l'optique et notions physiques sous-jacentes.
- La formation des obres
- La propagation rectiligne de la lumière
- Réflexion et réfraction
- Opacité et transparence.

Le laser

Le laser est un dispositif qui permet d’émettre une lumière monochrome de très forte intensité, se propageant dans une direction bien déterminée.

L' arc-en-ciel

L'arc-en-ciel est une manifestation étonnante de la décomposition de la lumière blanche en radiations de longueur d'onde différentes caractérisant chacune une couleur. Le spectre de la lumière blanche (dont les couleurs principales sont les fameuses "sept couleurs de l'arc-en-ciel") apparaît ainsi naturellement. Ce sont les gouttes d'eau en suspension dans l'atmosphère qui décomposent ainsi la lumière.

Les mirages

L'atmosphère dans laquelle nous vivons et que nous respirons est une source de phénomènes esthétiques spectaculaires. Parmi ces manifestations, il en est une catégorie que tout le monde a vue : les mirages, si souvent observés sous forme de "flaques" au loin sur la route en été.


Bibliographie

En voir de toutes les couleurs

Pierre LASZLO

Voici une perception des plus primitives : j’ouvre les yeux, et je vois des couleurs. Le monde est coloré. Ce qu’il est beau ! Luxuriance des couleurs d’ailes de papillons, des fleurs, des gemmes, des poissons dans une mer tropicale. Féerie des couleurs d’un feu d’artifice, chatoiement de la lumière à l’intérieur de la Sainte-Chapelle ou de la cathédrale de Chartres, richesse des couleurs des joyaux où jouent les réflexions de la lumière, paillettes étincelantes que les symétries multiplient dans un kaléidoscope…
Néanmoins, toutes ces couleurs naturelles posent les questions du comment, voire du pourquoi. N’est-il pas légitime de vouloir savoir ce qui fait le rougeoiement d’un lever ou d’un coucher de soleil ?
Chapitre de Pierre LASZLO, issu de Graines de Sciences 1, paru aux éditions Le Pommier en août 2004

La lumière

Pierre LENA

S’il est une réalité du monde physique qui s’impose dès la naissance et peut-être même avant, c’est bien l’existence de la lumière, lorsque le nouveau-né ouvre les yeux et jette son premier regard étonné sur le monde. La lumière ne le quittera plus, dans le chatoiement des couleurs et la palette du peintre, dans l’éclat du Soleil et la scintillation des étoiles, sous la lampe pour lire, dans les miracles de l’appareil photo ou des lunettes du grand âge.
Graines de Sciences 2
Document repris dans l'ouvrage "29 notions clefs pour savourer et faire savourer la science - primaire et collège", paru aux éditions Le Pommier en août 2009.

Les couleurs du ciel

Roland LEHOUCQ

Notre planète est entourée d’une remarquable enveloppe d’air qui donne à son ciel un aspect toujours changeant. Quand il fait beau, son ciel est bleu. En tout cas, c’est ce que nombre d’entre nous seraient prêts à affirmer...
Graines de Sciences 8
Document repris dans l'ouvrage "29 notions clefs pour savourer et faire savourer la science - primaire et collège", paru aux éditions Le Pommier en août 2009.

La télédétection

Sylvain LABBE

Graines de Sciences 8

Domestiquer la lumière

Sabine LAURENT

Quelles sont les différentes techniques inventées par l’homme au cours des siècles pour créer des sources de lumière ? Comment l’observation et l’expérience l’ont-elles guidé, à chaque époque, pour les améliorer et les sophistiquer, depuis les lampes à combustion, dont l’humanité s’est servie jusqu’au xixe siècle, jusqu’aux diodes électroluminescentes (DEL), apparues sur le marché tout récemment ?
Chapitre issu de Graines de Sciences 9, paru aux éditions Le Pommier en juillet 2008

 

 

Partenaires du projet

Fondation La main à la pâte 2015, Année Internationale de la Lumière Comité National d’Optique et de Photonique