Allumer un feu avec de la glace !

Dans le film A couteaux tirés, Anthony Hopkins explique à Alec Baldin comment faire du feu avec de la glace !

Le glaçon, placé au soleil devant un matériau inflammable, agit comme une lentille convergente (vergence élevée) : il focalise les rayons lumineux, donc la chaleur. Cela nécessite toutefois d’être en hiver, sinon le glaçon fond avant d’allumer le moindre feu !

C’est exactement le même phénomène qu’une loupe se trouvant sur des brindilles sèches un jour d’été, ou plus vraissemblablement des lunettes oubliées…

En un point, appelé foyer image, l’énergie est concentrée : c’est pourquoi, historiquement, ce point fut appelé foyer : assez d’énergie pour allumer un feu !

Une démonstration spectaculaire du pouvoir de l’optique géométrique fut faite à la Cour du roi Louis XIV : l’objet est connu sous le nom de miroir ardent ; il s’agit en fait d’un miroir parabolique qui collecte l’énergie du soleil et la renvoie en un point. Réalisé par François Villette (1621-1698), le miroir fait un mètre de diamètre, véritable prouesse technique pour l’époque : cette formidable énergie permet de liquéfier la pierre et les métaux !

Démonstration d’un miroir ardent.

Séduit, Louis XIV (le Roi Soleil !) l’achète en 1669 pour la somme de 7000 livres, ce qui n’est pas rien…

On lit sur le site du Château de Versailles : « Objets de curiosité et de divertissement destinés à la Cour, instruments scientifiques aux mains des chimistes et des physiciens de l’Académie, ces miroirs concaves opèrent une réelle fascination. En matérialisant le feu solaire, ils rendent tangible l’astre du monde et, au-delà des résultats pratiques des hautes températures et des effets d’optique, ils permettent aux physiciens et aux philosophes, de s’interroger sur la nature du soleil. »

Un miroir parabolique est un miroir dont la forme est une portion de paraboloïde de révolution. Le mathématicien italien Marino Ghetaldi (1568-1626) est un précurseur de la physique moderne, puisqu’il a étudié le foyer des miroirs paraboliques bien avant Foucault (1819-1868).

Aujourd’hui, le principe du paraboloïde est utilisé pour capter la télévision par satellite, ou encore en radioastronomie : la parabole, de même qu’elle focalise les rayons lumineux du soleil, focalise toute sorte d’onde électromagnétique, en particulier les ondes radio. Elle est la forme la plus adaptée pour maximiser la réception du signal. Louis XIV appréciait d’ailleurs qu’il suffise d’une bougie convenablement placée devant le miroir pour éclairer la petite galerie (non, pas celle des Glaces !)

La fameuse parabole est une antenne munie d’un réflecteur paraboloïdal, concentrant les ondes radio.

On pense également à la scène de GoldenEye où Pierce Brosnan, alias James Bond valse sur l’antenne parabolique du radiotélescope d’Arecibo (le plus grand du monde, situé à Porto Rico).

Les radiotélescopes (ici le Very Large Array, USA) focalisent les ondes radioélectriques émises par les astres.

Les paraboles concentrent également les ondes sonores : les microphones à réflecteur parabolique sont utilisés par l’armée, les services secrets et le GIGN (mais pas seulement) pour écouter ce qu’il se dit dans une pièce lointaine, lors d’une prise d’otages par exemple. Plus généralement, ils satisfont au besoin de capter un son éloigné (espionnage, prise de sons animaliers, secourisme lors d’une avalanche ou d’un séisme…)

Microphone à réflecteur parabolique.

Ce principe de réflexion de la lumière vers un point ou une zone restreinte est largement utilisé en photographie, avec le réflecteur (souvent parapluie) :

Le réflecteur est une alternative au flash : par temps maussade, il concentre la lumière vers un modèle en procurant un effet plus naturel.

Enfin, les yeux concentrent les rayons lumineux : ils sont dits stigmates, et une pathologie courante en ophtalmologie est l’astigmatisme, ou défaut de convergence des rayons lumineux. Résultat : la rétine perçoit une image floue.

À propos de Alexandre Cohen

Etudiant en médecine et journaliste en herbe. Suivez-moi sur Twitter !

Publié le 21 mai 2012, dans Physique. Bookmarquez ce permalien. Poster un commentaire.

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