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Les mirages

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by

Adrien Bily

on 18 May 2016

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Transcript of Les mirages

Mirage, illusion ou réalité?
Adrien Bily.
Kilian Carcreff.
Hugo Gabriel.

Conclusion
:
Dupond ou Haddock...?
Les Dupond et Dupont sont-ils victimes du même phénomène que le capitaine Haddock? Ces phénomènes sont-ils dû à l'environnement ou a leur cerveau?
Nous nous demanderons alors, si les mirages sont une illusion ou un phénomène physique réel?
Nous avons mené une enquête auprès de 180 personnes pour savoir si d'après eux, un mirage était une illusion d'optique.
Voici les résultats de notre sondage.
Nous pouvons constater que 63% des personnes pensent que les mirages sont des illusions d'optique, et que 13% pensent le contraire.
Mais alors qu'est-ce qu'une illusion? Qu'est-ce qu'un mirage ? Un mirage est-il semblable à une illusion?
Qu'est-ce qu'une
illusion?
D'après le dictionnaire...
1. Interprétation erronée d’une sensation réellement perçue.
2. Perception erronée de certaines qualités des objets (forme, dimensions, couleur…).

Puis nous avons établis notre propre définition d'illusion d'optique de nous même :
Une illusion d'optique est un phénomène lié à une information transmise de l'œil au cerveau, qui trompe le système visuel humain et aboutit à une perception déformée de la réalité. L'illusion liée a l'optique résulte d'une mauvaise analyse par le cerveau des informations qui lui parviennent.
Comment cela est-il possible?

Il existe différents types d'illusion.
Comme nous avons pu le constater lors de notre
sondage, pour beaucoup de personnes le mirage est
aussi une illusion d'optique, mais qu'en est-il en réalité?
- Illusions cognitives : Elles exploitent souvent les « hypothèses » formées par le système visuel (notamment le cerveau). Ces hypothèses faites par le cerveau sont basées sur le vécu de chaque personne, sa mémoire.
Le saviez vous ? Il existe même des illusions sonores ! C'est lorsque nous avons l'impression d'entendre un son qui n'est pas émis, ou lorsque nous entendons un son différent de celui émis. Le bruit de la mer que vous entendez dans un coquillage n'est en réalité qu'une illusion ! Elles sont notamment utilisées en musique.
Plongeons au coeur du sujet !
Le mirage optique qu'est-ce que c'est?
Une définition du mirage provenant du dictionnaire :
1. Phénomène dû à la réfraction des rayons lumineux dans l’atmosphère.

Le mirage serait donc un phénomène de réfraction !
C'est un phénomène optique donnant d'un objet une image déformée et/ou déplacée.

On a tous été un jour victime d'un mirage, souvent par beau temps, avec une température relativement élevée. Le mirage auquel nombre d'entre nous avons été confronté est le mirage inférieur. Sur une route brûlante, nous voyons une "flaque d'eau" réfléchissant les véhicules et le ciel.
Mais comment cette "flaque d'eau" apparaît-elle sur la route ?
Il existe 3 types de mirage optique :
Inférieur (ou mirage chaud)
Supérieur (ou mirage froid)
Mirage complexe, aussi appelé fata morgana
Dans quelles conditions peuvent-ils apparaître?
Mais il existe aussi des mirages ailleurs que sur Terre ! Les mirages topologiques ont lieu dans l"univers!
La réfraction de la lumière en cause ?
René Descartes, Mathématicien, physicien et philosophe français du XVII siècle.
Principe de Firmat
: « pour aller d’un point à un autre, un rayon lumineux suit toujours le chemin qui lui prend le moins de temps » : la lumière se propage dans un milieu homogène et transparent, en ligne droite.
Loi de Snell-Descarte :
N1 x sin (i1) = N2 x sin (i2)

- i1 = angle d'incidence
- i2 = angle de réfraction
- N1 et N2 indice de réfraction des milieux 1 & 2

D'après la loi de Descartes, lorsque un rayon lumineux passe d'un milieu à un autre, il subit une réfraction plus ou moins intense, suivant l'angle incident, ce pouvant aller jusqu'à une réflexion totale.
La réfraction d'un rayon lumineux lors d'un mirage.
Expérience
On observe des mirages lorsque l'indice de réfraction de l'air atmosphérique varie en fonction de l'altitude. L'air chaud étant moins dense que l'air froid, il a un indice de réfraction inférieur : le rayon est réfracté quand il change de couche d'air de température différente. Dans ce cas, les trajets des rayons lumineux deviennent courbes.
On dirait que le crayon est brisé, mais en réalité non, le rayon lumineux, en changeant de milieu (de l'air à l'eau) est dévié (ou réfracté) ce qui provoque l'effet "crayon brisé".
Mirage
Mirage
Le mirage inférieur : la température du sol est chaude et l'atmosphère est plus froide. (Ex: désert)
Mirage
Mirage
Le mirage supérieur : la température du sol est froide et la température de l'air ambiant est plus chaude (Ex: banquise).
Il arrive que les mirages chauds et froids (inférieurs et supérieurs) se combinent, car plusieurs couches d'air chaud et froid s'empilent les unes sur les autres sans se mélanger. Ce phénomène est appelé mirage double (ou complexe) ou plus couramment Fata Morgana. Ce mirage fait apparaître des formes comparables à des falaises, des palais de cristal ou encore des temples. (Ex: au dessus des îles et des terres)
Les Dupont ne sont donc pas victimes d'une illusion (d'optique) mais bien d'un phénomène réel, le mirage. Contrairement au capitaine Haddock qui lui est victime d'une hallucination, (car celui ci est déshydraté dans le désert) donc de l'interprétation de son cerveau. Les phénomènes qui les trompent sont donc différents.
Nous avons réalisé une expérience, afin de montrer concrètement le fonctionnement d'un mirage supérieur. Celle-ci prouve que le rayon lumineux se réfracte lorsqu'il change de couches d'indice de réfraction différent.
Ici les couches sont l'eau douce symbolisant l'air froid, et l'eau salée symbolisant l'air chaud dans un mirage froid.
Le rayon est courbé au lieu d'être droit.
2,4cm
Point de contact avec le bas de l'aquarium
Le rayon est courbé au lieu d'être droit.
Modélisation de la courbe :
Trajectoire du rayon non réfracté
Trajectoire réel du rayon
Aquarium
Eau saturée en sel
Eau
Nous avons vu que le mécanisme du mirage est tout à fait différent de celui des illusions d'optique, le cerveau interprète parfaitement les faits, le problème étant que les yeux perçoivent une image erronée, une image qui est une déformation de la réalité, due à la déviation de la lumière. C’est donc un
phénomène physique qui déforme la réalité et en aucun cas une mauvaise interprétation du cerveau.
D'autre part, on peut prendre un mirage en photo. Ceci prouve que le mirage est bel et bien un phénomène réel, un phénomène physique.
Nous avons donc pu modéliser le phénomène de réfraction ayant lieu lors d'un mirage. Cela confirme que c'est un phénomène qui est réel.
Nous avons modélisé le rayon lumineux sur le logiciel Géogrébra, afin de montrer la courbure du rayon lumineux dans notre cas.
Mécanisme de la vision :
Vision de l'objet réel
Système visuel trompé
Mauvaise interprétation
Vision de l'objet réel déformé
Interprétation correcte du cerveau
Phénomène de réfraction
Illusion d'optique :
Mirage :
- Illusions géométriques, de couleurs, de mouvements (notamment employées dans l'art tel que la peinture...)

- Les Hallucinations (elles sont liées à différents facteurs, substances illicites, déshydratation...)
Au premier regard, certaines personnes voient un visage, d'autres voient un paysage, cela dépend du vécu de chacun.
Cette image nous donne l'impression d'être en mouvement, d'avancer dans un tunnel infini.
Ceci dû à la saturation des récepteurs de l'information visuel dans le cerveau, à cause de la forte concentration des couleurs et de la forme circulaire.
Tableau de
M.C
.
Escher
"Cascade" donnant l'impression d'une cascade d'eau infinie.
Illusion de Poggendorff, les 2 segments roses sont sur la même droite, pourtant on croirait qu'ils ne le sont pas à cause des autres segments colorés et de la séparation.
Nous avons modélisé la trajectoire de la lumière lors d'un mirage supérieur à l'aide du logiciel Géogébra.
Mirage
Eau
Eau saturée en sel
Mirage
Les mirages peuvent apparaître n'importe ou sur Terre tant que les conditions sont présentes. Il faut qu'il y ait de forts écarts de température en un lieu, et ce phénomène pourra se produire.
Carte ou les conditions permettant l'apparition de mirage sont les plus fortes. (Cercle rouge : mirage inférieur; cercle bleu : mirage supérieur)
Introduction
: - L'histoire des Dupond
- Sondage.

Partie A : Les illusions d'optiques :
- Qu'est-ce que c'est?
- Différents types d'illusions.
Sommaire
Partie B : Les mirages :
- Qu'est-ce que c'est?
- Différents types de mirages optiques et leurs conditions d'apparition
Partie C : Un phénomène physique réel.
- L'expérience et sa modélisation.
- Le mécanisme de l'illusion d'optique, différent de celui du mirage optique.
- Preuve de la réalité du mirage : les photos.
Contrairement à la majorité de l'opinion des personnes interrogées, le mirage est différent d'une illusion. Il n'est pas lié a une mauvaise interprétation du cerveau. C'est un phénomène que l'on peut modéliser, prendre en photo. Le mirage est donc une déformation de la réalité, due à un phénomène physique réel.
Bibliographie
Sitographie
B.D. Tintin au pays de l'or Noir
B.B. Tintin et le crabe aux pinces d'or
Dictionnaire Hachette 2003 (page800)
Remerciement au logiciel Prezi, aux enseignants du lycée St Paul pour leurs aides.
TPE 2013-2014
http://ophtasurf.free.fr/illusion.htm
http://fr.wikipedia.org/wiki/Illusion_d'optique
http://ophtasurf.free.fr/mirages/mirages.htm
http://fr.wikipedia.org/wiki/Mirage
http://kidiscience.cafe-sciences.org/articles/les-mirages-illusion-ou-realite/
http://lycees.ac-rouen.fr/galilee/Delamare/mirage/mirage.html#haut
http://www2.ac-lyon.fr/etab/lycees/lyc-69/bernard/spip.php?article1900
http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-vision-dela-vision-667/page/8/
http://www.cnrtl.fr/lexicographie/illusion
http://www.linternaute.com/science/magazine/dossier/magie/1.shtml
http://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/mirage/51708
http://mintaka.sdsu.edu/GF/mirages/mirtypes.html

CONCLUSION
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