L'expérience de Herschel
Cette expérience fut réalisée en 1800 par William Herschel et permet la mise en évidence du rayonnement infrarouge dans le spectre solaire.
Le but de cette expérience est de décomposer la lumière du soleil, afin d’en obtenir le spectre lumineux (d’émission) et d’observer les variations de température entre les différentes « zones » du spectre.
Matériel nécessaire :
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Un prisme
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Une boite en carton
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3 thermomètres (identiques)
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Un support élévateur
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Du ruban adhésif
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Un feutre noir (optionnel)
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Un couteau
Protocole :
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Découper deux encoches dans le carton afin de pouvoir y accrocher le prisme (coin en haut à droite) d'un côté et glisser les thermomètres (bas du côté droit) de l'autre.
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Placer le prisme afin que la lumière puisse être décomposée en rentrant dans le carton.
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Orienter la boite dans la direction du soleil, et l’incliner grâce à l’élévateur de manière à ce que la lumière passe dans le prisme, et que le soleil ne pénètre pas dans la boite.
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Placer les thermomètres sur les différentes zones du spectre (Violet, Vert/Jaune, Rouge).
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Laisser quelques minutes et observer les résultats obtenus.
Le but de la boite en carton est d’empêcher le soleil de pénétrer dans la boite autrement qu'en passant par le prisme (dans l'encoche) et celui du feutre noir est de colorer le bout des thermomètres afin qu’ils absorbent mieux la chaleur.
http://www.astrolabe-science.fr/78-experiences-de-physique/80-experience-de-herschel
http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/article-herschel-et-l-enigme-de-l-infrarouge-30820.php
Réalisation du protocole :
Résultats :
Malheureusement, au terme de l’expérience, la température des thermomètres n’avait varié que de très faible valeurs (moins d'un dixième). Ces résultats ne sont, par conséquent, pas suffisants pour prouver ce que nous cherchions. Cet échec peut être dû à une exposition solaire trop faible (hiver), ainsi qu’une température ambiante tournant autour de 2 degrés Celsius, ce qui empêche les thermomètres de prendre des valeurs significatives.
Cette expérience a été réalisée à plusieurs reprises et à diffèrents moments de la journée, nous avons cependant obtenus des résultats similaires et donc non probants.
Lors de la réalisation de cette expérience par Herschel, les températures avaient augmenté considérablement (3 degrés Celsius de plus que la température ambiante). Il avait placé un thermomètre (N*1) dans la zone des infrarouges, et les deux autres (N*2 et N*3) à température ambiante. Il avait alors noté l’évolution de la température et en avait conclu que les rayons infrarouges permettaient bien le transport de l'énergie.
L'hypothèse que nous nous posons est la suivante :
Les infrarouges permettent-ils bien le transport d'énergie?