L’Art de la physique

L’Association canadienne des physiciens et physiciennes a lancé son premier concours, l’Art de la physique, lors de leur congrès annuel de 1992, à Windsor, Ontario. Ce concours cherche à intéresser les gens, spécialement les profanes, à la fascinante imagerie de la physique.

Concours l’Art de la Physique 2018

Gagnants du concours

Gas, Water, and Light

This is a photo of leaked gasoline after rain. The gas floats above the layer of water, creating two films on the ground. As light strikes the ground, light is either reflected or transmitted after hitting the gas. The transmitted then travelled through the gas, reached the water, and is reflected back out again. Because the two layers have different thickness and density (or more precisely different refractive index), the angle at which the two groups of light reflect were discordant.

As a result, an effective interference was created and our eyes see this beautiful chromatic fade. The strong sunlight helped the colours to pop out nicely.

This photo both proves the phenomenon of “Thin-film Interference” and captures the elegance of physics.

Davis Jian Kun Zhu

St. George’s School, Vancouver, BC

First Prize ( 2015 High School Individual Category )

Spaces and Dimensions

This photo is taken with a screen that is imbedded in a chamber of gloss walls. The screen plays a series of videos I took around town.

The illusion of continuous structure that look to stretch infinitely is a product of the reflection from the glossy walls. I am always enamoured by the way spaces and dimensions fold and interact with each other, both large-scale in the universe and small-scale in daily life.

This kaleidoscopic photograph is my way of visualizing sophisticated concepts such as the Wormhole Theory and the overlapping dimensions of space and time.

Davis Jian Kun Zhu

St. George’s School, Vancouver, BC

Second Prize ( 2015 High School Individual Category )

Spring Melt Icicles

The melting and freezing of water is a change in the state of water molecules, which is a physical process. In a solid form, weak bonds hold the water molecules together. As the temperature increases, these weak bonds break and the water molecules are freer to move and change to a liquid state.

Icicles are more likely to form on days where the sun is shining despite the freezing temperature, and on areas that are exposed to sunlight. Surfaces that are in the direct path of sunlight are likely to be where icicles form as the sun will melt the snow and ice and cause the resulting water to drip down the nearest edge.

Water that trickles down is capable of refreezing in the air, so that a column of ice will form and an icicle is born. Further, the position of the icicle will usually fall out of the path of the direct sunlight which will leave it susceptible to the cold air and allow it to refreeze.

Mohammed Kurkcu

Nile Academy, Toronto, ON

Third Prize ( 2015 High School Individual Category )

Upside down, smaller and real image in the same scene

A convex lens is thicker at the centre than at the edges. A convex lens is a converging lens. The real image of a closer object forms further away from the lens than the real image of a distant object and the action of focusing is the moving of the lens to get the real image to fall on the film.

The image formed is said to be real because the rays of light from the object pass through the film and inverted (upside down).

Concave lenses are thinner at the middle. Rays of light that pass through the lens are spread out (they diverge). A convex lens is a diverging lens.

The distance between the principal focus and the centre of the lens is called the focal length. The image formed is virtual and diminished (smaller).

On our photo we can see inverted smaller and real image of school bus at the same time.

Ibrahim Berkay Sahin and Mesut Yanikgonul

Nile Academy, Toronto, ON

First Prize ( 2015 High School Class Project Category )

Tout est dans le centre de la masse

Un objet matériel possède automatiquement un centre de masse, soit le « point central » autour duquel toute sa masse et donc tout son poids1 sont répartis uniformément. Or, ce fameux point n’est pas toujours situé DANS l’objet en tant que tel : c’est le cas de l’objet constitué par les deux ustensiles imbriqués. Son centre de masse est situé directement sous la partie noire du cure-dent et sur le rebord du verre.

L’équilibre, qui est représenté sur la photo, existe car le poids situé « à gauche » du centre de masse équivaut à celui situé « à droite » de ce dernier. Le cure-dent, qui a un poids négligeable dans toute cette affaire, vient tout simplement créer un appui physique visible pour le centre de masse qui, sinon, ne serait qu’un point dans l’espace.

1 Ici, le poids qui constitue l’objet peut être abordé de la même façon que sa masse, car la force gravitationnelle agissant sur celle-ci est uniforme.

Amélie Drouin

Cité-des-Jeunes, Québec (QC)

2e place (Catégorie Projet de classe au secondaire et au collégial)

Aile de drosophile

Traditionnellement, les entomologistes qui étudiaient la structure des ailes d’insectes au microscope, les éclairaient par le dessous et observaient l’image obtenue par transmission à travers l’aile. Il y a quelques années, on remarqua que si l’aile était placée sur un fond noir, dans le but de bloquer la transmission, on pouvait observer un patron coloré sur l’aile causé par la réflexion de la lumière sur ses surfaces inférieure et supérieure, produisant une interférence par couche mince.

L’aile de drosophile que nous voyons sur cette photo, faite de chitine ayant un indice de réfraction de 1,57, permet la transmission d’environ 80% de la lumière incidente. Ceci implique qu’avec le 20% restant en lumière réfléchie, le patron coloré généré par interférence est pratiquement invisible quand il est noyé par l’intensité de la lumière transmise à travers l’aile. Les crêtes et les ondulations de la chitine agissent comme des dioptres convexes qui rendent cette interférence non iridescente; les couleurs changent peu en fonction des angles d’incidence ou d’observation, contrairement aux ailes de papillons.

Les couleurs ainsi produites sont compatibles avec la vision trichromatique (UV-bleu-vert) de ces insectes et sont des facteurs de communication et de séduction.

Richard Germain

Pointe-des-Cascades, QC

1re place (Catégorie Ouvert à tous)

Que la lumière s’ Watt

Pour souligner l’Année internationale de la lumière, je vous propose cette photographie de performance à longue exposition. Le tunnel-cycloïde a été crée avec des lampes à diodes électroluminescentes attachées aux extrémités d’une tige fixée en son centre à une perceuse sans fil, pour produire une rotation constante. J’ai produit cette structure en marchant vers l’arrière, puis vers le côté sur une dizaine de secondes.

Le lettrage « I Y L 2 0 1 5 A I L » a été produit à l’aide d’un écran DEL d’ordinateur portable tenu sur le côté. Un diaporama comportant les 10 caractères lumineux ,en plus d’une sérié d’écrans noirs entre chacun des caractères, avait été préalablement produit. La caméra était exposée à chaque lettre pendant environ une seconde. L’écran noir qui suivait chaque lettre me permettait de me déplacer des quelques centimètres vers la position du prochain caractère à exposer.

En arrière plan, on peut aussi observer des sources de lumière au tungstène, au sodium, une traînée lumineuse laissée par un avion et, en haut à droite, l’étoile Deneb, qui nous a fait parvenir sa lumière sur une distance de plus de 1500 années-lumière.

Richard Germain

Pointe-des-Cascades, QC

1re place (Catégorie AIL 2015)

Reflection in Glass

This picture was taken at Chihuly Garden and Glass in Seattle. The 184m-tall space needle, along with much of the surrounding garden, is visible as a reflection because the glass sculpture acts as a spherical mirror.

The virtual image on the spherical mirror is reduced in size, allowing the large object to fit on the glass sculpture as an image. Although the exterior of the glass is uniformly reflective, the stained pattern inside the sculpture reflects more brightly than the dim reflection, thus obscuring parts of the image.

This creates a sense of depth, with colour on the surface and a reflected image appearing deeper in the glass.

Jonathan Lew

Burnaby, BC

Second Place (IYL 2015 Category)