Dans le but de pouvoir créer un pavillon de la lumière : un pavillon qui se base sur le phénomène de la camera obscura, nous avons voulu comprendre le phénomène, ainsi que les différentes formules et paramètres.
Pendant toute la semaine, nous avons essayé et créer plusieurs chambres noires. Nous avons à chaque fois changé l'un ou l'autre paramètre ou matériau et avons essayé d'optimiser un maximum le résultat obtenu de la camera obscura.
Etant donné que nous voulons arriver à réaliser des phénomènes visibles et réalisables, nous avons eu comme ambition d'étudier de prés la camera obscura à l'échelle 1/1. Donc, nous avons fabriqué un cadre avec un filtre noir en plastique imperméable et on a placé le tout dans une chambre. Elle a une longueur fixe de 4m et la source de lumière extérieure varie en fonction du moment de la journée.
Donc pour ce dernier jour, nous avons essayé de théoriser, de chercher une formule adaptée pour nos hypothèses et conclusions constatées pendant l'ensemble de la semaine :
- La netteté de l'objet vu dans la camera obscura dépend de la taille du trou.
- La netteté de l'objet vu dans la camera obscura dépend de la distance entre le trou et la surface sur laquelle l'image extérieure est projetée.
- La netteté de l'image dépend de la nature du trou (vide, lentille, eau)
- Une lentille en verre permet de rendre l'image plus nette si la distance de la focale est égale à la distance entre le trou et la surface de projection.
-Une lentille aqueuse (verre contenant de l'eau par exemple) permet une précision optimale.
-Multiplier le nombre de trous signifie dupliquer par le même nombre l'image perçue sur la surface de projection.
En menant nos recherches, nous sommes tombés sur la formule suivante:
(voir http://idea.uwosh.edu/nick/rayleigh.pdf)
D = 2r + f . λ / r
D = diamètre de la lumière perçue
f = distance entre le trou et la surface sur laquelle l’image est refletée
λ = rayonnement éléctromagnétique visible
2r = le diamètre du trou d’ouverture
Cette formule explique que plus le rayon d'ouverture du trou est grand (2r), plus l'image perçue est moins nette car le diamètre de la lumière perçue D est grand. Par contre, cela signifie aussi que l'image est plus visible car il y a plus de lumière qui passe par le trou. (voir image 1)
En contre partie, plus le trou est petit, plus l'image est nette. Mais cette fois-ci, l'image est trés peu visible. (voir image 2)
image 1
image 2
Dans la formule D = 2r + f . λ / r:
- Si r > λ, alors D = 2r (le reste de la formule devient négligeable)
- Si r < λ, alors D = f . λ / r
Cela se justifie dans le graphique suivant :
Pour avoir une bonne image nette et visible, il faut trouver le point maximum qui correspond au point le plus bas de la parabole. Il faut qu'il y ait suffisamment de lumière et un trou assez petit.
A partir de ces résultats, nous avons donc continuer à expérimenter cela et avoir des calculs plus précis afin de rendre l'image plus nette, voici quelque uns de nos autres expérimentations:
