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.

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