Ce que tu vas comprendre
- Une surface claire renvoie une plus grande partie de la lumière qu’elle reçoit.
- Une surface foncée absorbe davantage cette énergie et se réchauffe plus.
- L’albédo permet de décrire cette capacité d’une surface à réfléchir la lumière.
Problème scientifique
Question étudiée
Deux surfaces identiques, l’une blanche et l’autre noire, se réchauffent-elles de la même manière sous une même lumière ?
Idée de départ
On s’attend à ce que la surface noire chauffe davantage, car elle absorbe plus d’énergie lumineuse que la surface blanche.
Matériel
Matériel nécessaire
- 2 petits récipients identiques
- 1 feuille blanche et 1 feuille noire
- 1 ou 2 thermomètres
- 1 lampe de bureau ou une source lumineuse stable
- Du ruban adhésif
- Une règle ou un repère pour garder la même distance
Conseils pratiques
- Si tu n’as qu’un seul thermomètre, mesure rapidement en alternant les deux récipients.
- Si tu utilises le soleil, fais attention aux nuages et aux changements de lumière.
- L’idéal est de travailler dans une pièce sans courant d’air.
Protocole
Préparation des deux montages
- Recouvre un récipient avec la feuille blanche.
- Recouvre l’autre récipient avec la feuille noire.
- Place les deux récipients côte à côte.
- Installe la source lumineuse à distance fixe, par exemple à 25 cm.
Mesures
- Mesure la température de départ : T0.
- Allume la lampe et démarre le chronomètre.
- Mesure ensuite la température à intervalles réguliers : 2, 4, 6, 8 et 10 minutes.
- Note chaque valeur dans le tableau.
Pour rendre l’expérience plus fiable
- Utilise des récipients vraiment identiques.
- Place les thermomètres au même endroit dans chaque récipient.
- Évite de toucher les surfaces pendant l’expérience.
- Ne change pas la puissance de la lampe pendant les mesures.
Tableau de résultats
Note les températures observées. Tu peux ensuite comparer le réchauffement de chaque surface.
| Temps | Blanc — Température (°C) | Noir — Température (°C) | Écart observé | Observations | |
|---|---|---|---|---|---|
| T0 | |||||
| 2 min | |||||
| 4 min | |||||
| 6 min | |||||
| 8 min | |||||
| 10 min |
Questions d’analyse
1. Quelle surface s’est réchauffée le plus vite ?
2. Après 10 minutes, quelle surface a la température la plus élevée ?
3. En quoi ce résultat est-il lié à l’albédo ?
4. Cite une source possible d’erreur dans cette expérience.
Aide pour vérifier ton raisonnement
- La surface noire se réchauffe généralement plus vite et davantage.
- La surface blanche réfléchit plus de lumière et absorbe moins d’énergie.
- Une source d’erreur peut être une distance différente à la lampe, un thermomètre mal placé ou une lumière instable.
Interprétation
Ce que montre l’expérience
Une surface sombre absorbe davantage d’énergie lumineuse qu’une surface claire. Elle se réchauffe donc plus rapidement et atteint souvent une température plus élevée.
Lien avec l’albédo
Une surface claire a un albédo plus élevé : elle réfléchit davantage la lumière. Une surface sombre a un albédo plus faible : elle absorbe davantage d’énergie et chauffe plus.
Conclusion
Conclusion scientifique
Cette activité montre que deux surfaces exposées à la même lumière ne se réchauffent pas forcément de la même manière. La surface noire chauffe davantage que la surface blanche, car elle absorbe plus d’énergie lumineuse.
Ce qu’il faut retenir
L’albédo influence directement le réchauffement d’une surface. Quand l’albédo est faible, l’absorption d’énergie est plus importante et la température augmente davantage.