Le théâtre d’ombres

2- Faire varier la forme d'une ombre
Auteurs : Travail collectif(plus d'infos)
Résumé :
Repérer et faire varier sélectivement les facteurs qui déterminent la taille et la forme de l'ombre d'un objet
Publication : 1 Juin 1998
Objectif :
Repérer la relation entre la position de l'objet par rapport à la source et la taille de l'ombre Repérer les relations entre taille de l'ombre, taille de l'objet, distances source-objet et objet-écran Utiliser une procédure pour le tracé d'une ombre Construire un tableau ; lire un tableau
Matériel :

Pour chaque groupe de 2 élèves :
Petite boîte (à fabriquer au préalable, voir document ci-dessus) ;
une pile 4,5 V plate ;
un écran (feuille blanche collée sur un carton) ;
différents objets (parallélépipèdes ou cylindres).
un carton de 2x2 cm monté sur un cure-dent piqué dans une rondelle de liège
Feuille mesure (feuille de papier quadrillé 5x5 cm)
Ficelle ou laine

Questions posées à la classe : Comment faire varier la forme de l’ombre d’un objet ? Comment faire varier les dimensions d'une ombre ?

Exemples d'hypothèses faites par les élèves

  • Déplacer l'objet (en le tournant sur lui-même ou en modifiant sa distance à la source de lumière)
  • Déplacer la source lumineuse ;
  • Déplacer l'écran (difficile si c’est un mur).

Les enfants, par groupes de deux, proposent par écrit leur procédé expérimental, réalisent un schéma, déterminent le matériel nécessaire et écrivent ce qu'ils pensent obtenir comme résultats de leur action.

Comment changer la forme ? comment ne pas changer la forme ? comment changer la taille sans changer la forme ?
Les observations sont mises en commun en classe entière . une conclusion est explicitée qu’il faudra réinvestir dans la suite de la séance.
Après cette phase de familiarisation, et le repérage de ce qui fait changer la forme et de ce qui fait changer la taille de l’ombre, on impose la position de la source lumineuse et de l'écran. Les enfants, par groupes de deux, modifient la distance entre la source lumineuse et l'objet en faisant attention à ne pas modifier la forme (c’est-à-dire sans changer l’orientation du carton par rapport à l’écran) et notent individuellement dans un tableau les distances source lumineuse/objet et la taille de l'ombre correspondante. Pour mettre en commun les résultats, on pourra faire utiliser le même objet par tous les élèves : un carton de 2x2 cm monté sur un cure-dent piqué dans une rondelle de liège.

Montage expérimental

Les enfants essaient de formuler leurs observations, de les comparer. Puis de les réinvestir dans une prévision : où mettre l’objet pour que l’ombre ait telle taille. La prévision sera ensuite testée par groupes de deux.
On pourra faire utiliser de la ficelle ou de la laine pour repérer les alignements qui donnent les contours d e l’ombre (réinvestissement de la séance 1). On fera formaliser cette procédure en indiquant que « la lumière se déplace en ligne droite »