Centre Départemental de Ressources en Sciences de l'YONNE
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Rubrique PHYSIQUE

LUMIERE ET OMBRES C2 / C3

Le 17 septembre 2010 - Bruno HENNOQUE

Ateliers scientifiques sur la Lumière et les ombres aux cycles 2 et 3



LUMIÈRE ET OMBRES - Cycles 2 et 3


Conception des ateliers et des maquettes : Collectif départemental sciences (JJ Carrier -Sens- P Delannoy et B Hennoque -Auxerre- F Lecestre -Avallon- JM Oudot -Tonnerre- G Rossinelli -Sens-)
Fabrication des maquettes : Gilbert Rossinelli et Jean-Jacques Carrier - CDRS 89 Centre de Sens
Réalisation des documents élèves et plaquette d’information : Bruno Hennoque et Pierre Delannoy - CDRS 89 Centre d’Auxerre



Message à l’attention des classes qui sont inscrites à ces ateliers.

Pensez à apporter, pour chaque élève :

* De quoi écrire,

* 1 copie du questionnaire téléchargeable ci-dessous

* Pour les cycles 2 : Du scotch et de la colle, 1 feuille de papier calque pour 3 élèves, du carton fort ou des boîtes en carton type céréales, 1 feuille A3 blanche par enfant.

* Pour les cycles 3 : Du scotch et de la colle, 1 feuille A3 blanche par enfant.

Vous pouvez également constituer à l’avance vos 3 groupes d’élèves qui tourneront sur les 3 ateliers (recherche documentaire, manipulations et réalisations technologiques).

Pensez enfin à venir accompagné d’au moins un adulte en plus de l’enseignant pour un meilleur encadrement des 3 ateliers.


Programmes cycle 3 :

Le ciel et la Terre

* Lumières et ombres


DES MANIPULATIONS ET DES EXPÉRIMENTATIONS pour découvrir les secrets de la lumière

La lumière et ses propriétés…

Ce parcours expérimental a été pensé pour amener les enfants à aborder, étape par étape, les propriétés les plus simples de la lumière.

Divers dispositifs, entièrement imaginés et conçus pour cette occasion, ont pour objectif de susciter l’attention et l’observation des élèves autour de ce phénomène physique omniprésent autour de nous : sans lumière, on ne voit pas !
La propagation rectiligne de la lumière, comment elle se réfléchit, sa décomposition, son rôle dans le monde vivant, entre autres, sont abordés ici.


…Les ombres et leurs mystères

Les ombres objets de curiosités, mais aussi sujets d’expériences.
Elles sont, ici, appréhendées pas à pas, du ressenti à la réflexion.

De très nombreuses expériences et manipulations permettent aux élèves de mieux comprendre les ombres : les agrandir, les multiplier, les superposer, les laisser filer ou les capturer…

Expériences proposées :

- L’ombre d’un objet n’est pas unique. Posés de diverses façons sur une surface transparente, les objets révèlent des ombres bien différentes…

- Trois composantes sont nécessaires pour les obtenir : une source de lumière, un obstacle (objet) et un écran. En modifiant leurs positions respectives, on réduit ou agrandit les ombres…

- L’ombre n’est pas un double parfait. Selon la direction de la lumière et la surface sur laquelle elle se projette, l’ombre s’étire, se « casse », déforme la silhouette du modèle.

- Une ombre n’est pas forcément unique. Elle se multiplie au gré des sources lumineuses. Deux lampes nous permettent de reproduire les aiguilles d’une horloge à ombres...

- Une ombre a une forme liée à celle de l’objet qui la produit. Des ombres ont été dessinées sur des écrans, il faut retrouver les formes qui lui ont donné naissance.

- La lumière est réfléchie par les miroirs (réflexion spéculaire). Expérience des miroirs d’Archimède.

Mais aussi :

- La lumière peut être « décomposée » à l’aide de prismes, de miroirs.

- Elle permet la synthèse des couleurs.

- Elle est indispensable au vivant (la photosynthèse).


DES RÉALISATIONS TECHNOLOGIQUES pour mettre en application les nouvelles connaissances

Les cadrans et la "montre" solaires (cycle 3)…

La lumière pour mesurer le temps…

Le cadran solaire est considéré, du fait de sa simplicité, comme l’un des tout premiers objets utilisés par l’homme pour mesurer l’écoulement du temps. Les plus anciens modèles connus ont été trouvés en Égypte.

Dans cet atelier, les enfants de cycle 3 fabriquent un cadran ou une "montre" solaires et apprennent à les utiliser. Ainsi, grâce à la lumière naturelle du soleil, ils pourront connaître l’heure…

*

Le théâtre d’ombres (cycle 2)…

La lumière artiste !

Le théâtre d’ombres consiste à projeter sur un écran des ombres produites par des silhouettes que l’on interpose dans le faisceau lumineux qui éclaire l’écran.

Les élèves du cycle 2 fabriquent, dans cet atelier, un théâtre d’ombres qu’ils emportent.

…et d’autres réalisations (l’ombre de son profil, un spectroscope, etc…)


DES RECHERCHES DOCUMENTAIRES avec questionnaire pour aller encore plus loin…

Un questionnaire invite les enfants à partir à la découverte des propriétés de la lumière.

Pour les aider à le compléter, différentes sources d’informations sont à leur disposition : animation informatique « Quelques propriétés de la lumière », fiches de recherches documentaires, et matériel de démonstration.

Au cours de leurs recherches, ils auront appris, entre autres, que la lumière se déplace en ligne droite à une vitesse très élevée, qu’elle peut être réfléchie, déviée ou absorbée par les objets non transparents qu’elle rencontre, quelle est
la différence entre une source primaire et une source secondaire de lumière, entre une ombre propre et une ombre portée, etc…


Questionnaires et corrigés :

Cycle 2 :

- Corrigé :

Cycle 3 :

- Corrigé :


Fiche de fabrication "Fabrique ton théâtre d’ombres" Cycle 2 :

Fiche de fabrication "Fabrique ta montre cadran solaire" cycle 3 :


Dossier complet :

Télécharger la page 1 au format pdf

Télécharger la page 2 au format pdf

Télécharger la page 3 au format pdf

Télécharger la page 4 au format pdf


Quelques photos...


Liens vers des activités de classe sur le thème de la lumière :

- Ressources "La main à la pâte" sur le thème de la lumière et des ombres

- Diverses pistes pour les cycles 1, 2 et 3

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Bibliographie :

- Mes expériences avec la lumière, Éditions Fleurus

- Lumière et miroirs, Science active, Éditions Usborne

- La lumière, Coll. Je découvre les sciences, Éditions Gamma

- La lumière, Coll. Le petit chercheur, Editions Bordas


Pour aller plus loin...

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