Dossier tpe mirages

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  • Publié le : 9 avril 2011
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Dossier Ecrit des TPE :

Problématique : Peut-on se fier à ce que l’on voit dans le cas d’un mirage ?

Introduction :
Il n’y a pas si longtemps, le phénomène des mirages était encore inexplicable du point de vue scientifique. En effet avant cette surprenante découverte, les mirages étaient l’objet de diverses théories, dues à notre imagination débordante. Et oui ! , de nombreuseshistoires ont été alimenté par les mirages. Certains marins étaient persuadés d'avoir aperçu, durant l'un de leur voyage, un vaisseau fantôme flotter dans les airs floués. Alors que d'autres affirmaient qu'au détroit de Messine (Détroit en mer Méditerranée qui sépare la péninsule italienne de l'île de la Sicile) se cachait entre les flots le château de la fée Morgane, protagoniste de la légende du roiArthur. A l'époque, les mirages étaient donc perçus comme des mythes. C’est ainsi que sont nées de nombreuses légendes basée sur ce phénomène. En outres, les mirages ont au ssi permis à quelques uns de nos ancêtres de découvrir certaines terres. Aujourd'hui, bien heureusement, le phénomène a été résolu et s'explique à partir de lois ou de principes bien réels, traitant principalement de l'optique.Cependant cette preuve scientifique a été apportée il n’y a pas si longtemps. La première théorie sur les mirages fut proposée par Gaspard Monge, scientifique du 19ème siècle, en France. Il avait en effet eu l’occasion d’en observer pendant la campagne en Égypte menée par Napoléon Bonaparte. L’armée française fut cruellement meurtrie par les déceptions qu’apportaient ces mirages car en effet lessoldats souffraient beaucoup de la soif. Et ce ne fut que vers 1820, que William H. Wollaston publie ces premiers écrits pour expliquer le phénomène en Angleterre.
Mais alors, certaines légendes perdurent-elles encore et toujours ? Qu’est ce qu’un mirage ? Une invention de notre imagination ou un phénomène d'optique naturel ? Nous avons donc tenter de créer artificiellement un mirage de typesupérieur à l'aide d'une expérience en milieu aqueux. Puis, nous avons eu recours à plusieurs lois ou principes de physiques plus particulièrement sur l'optique afin de faire un lien et de comprendre le phénomène en lui- même. Pour finir, en adoptant la même démarche, nous avons déterminé les 4 types de mirages existants, leur fonctionnement ainsi que leurs différentes caractéristiques.

I )Principes fondamentaux concernant la lumière

1) Quelques définitions pour s'éclaircir les idées !

.La lumière : La lumière est constituée de particules élémentaires appelées "photons" et d'une onde électromagnétique ondulatoire. Ces photons sont projetés en ligne droite et à très grande vitesse à partir d'une source commune. Les rayons lumineux sont considérés comme des trajectoires decorpuscules (très petite matière). La vitesse de propagation de la lumière dans le vide est 299 792,458 km/s soit environ 300 000 km/s.
.La densité : Formule : d = Pcorps / Pref avec Pcorps correspondant à la masse du corps divisé par le volume qu’il occupe dans l’espace, (c'est à dire sa densité), et et Pref à la masse volumique du corps de référence.
.La densité d'un liquide ou d'un solide :Formule : d = Pcorps / Peau avec Pcorps la masse volumique du corps considéré et Peau la masse volumique de l'eau (1 g/cm³).
Le plus souvent, l'eau est utilisée comme corps de référence pour la densité des liquides et des solides. En effet, l'eau possède une particularité parmi les liquides : sa densité et sa masse volumique sont maximales, non pas à sa température de fusion (0°C) comme la plupart desliquides, mais à 3,98 °C. Or en métrologie, le fait de prendre comme référence une propriété physique qui passe par un extremum est très intéressant : au voisinage de cet extremum la propriété physique varie très peu. Ainsi au voisinage de 3,98 °C, une imprécision sur la détermination de la température exacte affecte très peu la masse volumique de l'eau et donc le résultat d'une mesure de...
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