TP

Sur cette vidéo, on peut observer la chute d'une bouteille d'eau colorée percée d'un petit trou à sa base. Lorsque l'on tient la bouteille, de l'eau jaillit au niveau du petit trou. L'eau sort de la bouteille avec une vitesse à peu près horizontale. La trajectoire de l'eau s'approche d'une parabole comme c'est le cas dans le cas idéal d'une chute libre dans le champ de pesanteur uniforme. Au moment où on lâche la bouteille, l'eau s'arrête de sortir de la bouteille. On peut donner une explication simple : l'eau et la bouteille en plastique subissent alors la même accélération (g le champ de pesanteur). Ils vont avoir tous les deux le même mouvement. Il n'y a plus aucune raison pour que l'eau ait un mouvement différent de la bouteille à partir du moment où ils possèdent tous les deux la même vitesse initiale, ce que l'on peut considérer comme réalisé (ou quasiment). On peut aussi évoquer la notion de référentiel non galiléen pour expliquer le fait que l'eau ne s'écoule plus de la bouteille. En effet, lorsqu'on lâche la bouteille, elle constitue un référentiel non galiléen d'accélération g. Si l'on étudie le mouvement de l'eau, on se place alors dans le référentiel de bouteille. L'eau subit son poids et la force d'inertie d'entraînement qui compense justement le poids puisque l'accélération d'entraînement est g, accélération de la bouteille. Il n'y a donc plus de force pour donner un mouvement à l'eau par rapport à la bouteille. On peut aussi réaliser cette expérience en lançant la bouteille en l'air. À partir du moment où la seule force subie est le poids, l'eau ne s'écoule plus par le trou. Ceci se produit aussi bien dans la phase de montée de la bouteille que dans la phase de descente mais cela est beaucoup plus difficile à filmer...

Physique

Sur cette vidéo, on peut observer les franges rectilignes de l'interféromètre de Michelson réglé en coin d'air et éclairé en lumière blanche. La figure observée résulte de la superposition de tous les systèmes de franges associés à toutes les longueurs d'onde présentes dans le spectre (continu) de la source de lumière blanche utilisée. Les déformations de cette figure d'interférences sont la conséquence du passage d'un courant d'air chaud sur le parcours des rayons lumineux (il suffit d'expirer un peu d'air de vos poumons pour obtenir cet effet). L'air chaud possède un indice de réfraction très légèrement inférieur à celui de l'air ambiant, cela suffit pour modifier le chemin optique parcouru sur une des deux voies (là où on souffle) de l'interféromètre par rapport à l'autre. La différence de marche est suffisamment modifiée pour provoquer les effets que vous pouvez voir. Cette vidéo a été filmée en TP par le binôme N. F.-C. et X. L., novembre 2017, MP Clemenceau Nantes.

On éclaire avec une source de lumière blanche intense et convergente une petite plume d'oiseau. On forme ensuite sur un écran (ou un dépoli pour prendre la photographie depuis derrière l'objet) l'image de cette plume grâce à une lentille convergente. On obtient alors l'image classique de gauche où les fibres de la plume apparaissent en noir car elles empêchent la lumière incidente de les traverser. En plaçant un petit obstacle en forme de disque (pièce de monnaie) au niveau du plan de convergence de la lumière incidente, on supprime de l'image l'essentiel de la lumière directe. On observe alors les fibres de la plume claires sur un fond plutôt foncé. C'est le phénomène de strioscopie. Les fibres apparaissent claires du fait de la lumière qu'elles diffractent. Cette lumière diffractée n'est pas perceptible si on ne supprime pas la lumière incidente.