Capter une image : Expérience de la boîte noire
Comment capter l'image d'un objet
donné? Très tôt les hommes ont compris
comment former des images à partir d'objets, la première idée
était celle de la chambre noire...
I. Protocole
Le principe est simple : on perce un trou, le plus petit possible, dans une
boîte
privée de toute source lumière, appelée "Chambre
noire". On obtient alors une
image inversée de l'objet (ici une bougie) sur du papier calque, écran
situé en aval
de la chambre. L'expérience se fait dans l'obscurité.
II. Principe physique
Le trou doit être suffisamment
petit pour que chacun des points de l'objet soit projeté
sur un seul point du papier calque (figurant le film). Si le trou est trop
important, l'image sera floue.
Image nette
image floue
Remarque :
L'image d'un objet ne sera jamais la reproduction exacte. En effet, l'image
d'un point reste une "tâche" même si on diminue l'ouverture.
De plus, si on diminue trop l'ouverture, il se produit le phénomène de diffraction. La photographie est donc un compromis entre plusieurs paramètres dont la taille de l'ouverture, la luminosité, le temps de pose..
.
De plus, le dispositif de mise
au point, déplacement de l'objectif (le trou) par rapport au film,
permet
de régler la distance à laquelle une image se forme. Petit à
petit, ces chambres noires se perfectionneront
jusqu'à l'ajout d'une lentille convergente derrière le trou.
La lentille, permet de donner une image claire et
nette de l'objet, et l'ouverture peut être alors agrandie sans que la
netteté en souffre : on peut alors laisser passer la lumière.
1 et 2 représentent 2 objets plus ou mins éloignés de
la lentille convergent (en bleu). On remarque que plus l'objet
est éloigné de la lentille, plus l'image renversée est
petite : il y a proportionnalité.
En réalité, l'objectif est constitué de plusieurs lentilles
qui équivalent à une lentille convergente.
III. Notre expérience
Nous avons réalisé cette expérience en laboratoire, voici
le résumé :
Notre objet expérimental. Nous avons dû surélevé
notre boîte noire pour mettre l'objet au niveau du trou. Nous avons
placé une boîte à chaussures devant car les trous de la
boîte était trop gros.
Nous avons réalisé une petite vidéo. La voir
Voici le résultat obtenu :
Après plusieurs tentatives, nous avons obtenu les deux dernières
photos. Ensuite, à l'aide de la mise au point dont
est munie la boîte noire, nous avons réglé la netteté.
Cette expérience montre bien l'image inversée de la flamme et
donc le chemin parcouru par la lumière dans la boîte.