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Rayons disque

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Reflets arc-en-ciel (© DocSciences / P.Raynaud)

Rayons disque

La lumière blanche émise par le Soleil ou une lampe à incandescence, est en réalité composée de toute un dégradé de couleurs allant du violet au rouge, en passant par le bleu, le vert et le jaune. Ces couleurs apparaissent nettement sur la face éclairée du CD. En effet, ces différentes couleurs ne sont pas déviées (diffractées) de la même manière par la face du CD qui comporte la piste de lecture.

Cette photo représente la décomposition de la lumière blanche par un CD. On y observe toutes les couleurs de l’arc-en-ciel : c’est le spectre de la lumière blanche.
L’arc-en-ciel est une manifestation naturelle de la décomposition de la lumière du soleil, par les gouttes d’eau de pluie. La trajectoire de la lumière change de direction lorsqu’elle passe de l’air à l’eau et de l’eau à l’air, c’est le phénomène de réfraction. Cette déviation dépend de la couleur de la lumière. Les différentes couleurs de la lumière blanche émise par le soleil ne sont donc pas déviées de la même façon à la sortie de la goutte de pluie, d’où la création de l’arc-en-ciel.
Un réseau, constitué de traits rectilignes, très fins et parallèles, permet également de décomposer la lumière. Le côté gravé d’un CD est assimilable à un réseau par réflexion, mais les traits y sont circulaires et concentriques. C’est pourquoi, on y observe toutes les couleurs de l’arc-en-ciel lorsqu’il est éclairé par une lumière blanche.

Un CD est formé d’un support en plastique transparent et d’une fine pellicule métallique réfléchissante (aluminium, or, argent). Il possède plus de 22 000 sillons, ou pistes creuses circulaires d’une longueur totale de 6 km (et de 11 km pour le DVD qui contient davantage de données). La lumière est décomposée par les bords des pistes comme par les traits du réseau et elle est renvoyée par la pellicule réfléchissante. Signalons qu’un DVD a un pouvoir dispersif plus important qu’un CD (les différentes couleurs sont « plus étalées ») car il possède deux fois plus de sillons

Dans les programmes

Physique-chimie
Collège / Lycée

  • La lumière sources et propagation rectiligne :
    • la diffusion permet de visualiser le trajet d’un faisceau de lumière ;
    • la lumière se propage de façon rectiligne.
  • Lumières colorées et couleur des objets
  • Propagation rectiligne de la lumière. Vitesse de la lumière dans le vide et dans l’air. Un système dispersif, le prisme
  • Messages de la lumière, les spectres d’absorption et d’émission
  • La lumière, modèle ondulatoire

Cycle 3 (Texte du 29 avril 2008)

  • Sciences expérimentales et technologie :
    • le ciel et la Terre ;
    • une ombre nécessite une source de lumière ;
    • la lumière suit un trajet rectiligne dans un milieu homogène ;
    • un objet opaque éclairé par une source de lumière a une partie éclairée et une partie à l’ombre.
  • Deuxième palier du Socle commun : Maîtrise des compétences