Pour chacune des boites, nous avons dimensionné les ouvertures des trous, ainsi que la focale en fonction de la formule de L. Rayleigh et la formule accuentuée de M. Young. c-à-d :
f = s²/ λ
Sténopé 1: Notre premier sténopé de la série
Matériel: Carton recyclé, feuilles blanches, carton e= 0.5mm pour le trou.
Hypothèse: L'intérieur du carton est entièrement blanc. L'image perçue à l'intérieur de la boite serait moins nette.
Intuition: Parceque la boite est blanche, la lumière ne sera pas absorbée et elle risque de rendre l'image floue et moins visible à cause de la propriété de reflexion de la couleur blanche (voir fin de l'expérience)
Expérience: Faire un trou sur un côté, fermer le carton et laisser une ouverture pour voir dedans. Sortir dehors et observer.
Observation: Les images sont peu nettes et floues. Pour une journée nuageuse, nous percevons bien le monde extérieure, l'image est partout, sur toutes les parois.
Conclusion: La couleur blanche réfléchit en effet la lumière et rend moins visible l'image qui se trouve sur la face parallèle à celle du trou.
Sténopé 2: "Loeil" d'Aristote
Matériel: Boite de dimensions 15x20x30cm, intérieur peint en noir sauf la parois sur laquelle l'image est projetée, carton e= 0.5mm pour le trou.
Hypothèse: L'image sera plus nette parce que la chambre noire sera plus obscure
Intuition: Le fait de peindre l'intérieur sauf l'écran, les parois noires vont absorber toute la lumière et laisser à l'oeil une meilleure netteté sur l'écran
Expérience: Faire un trou sur un côté, laisser une ouverture pour observer sur l'écran blanc.
Observation: L'image est beaucoup plus nette. Elle est délimitée sur l'écran blanc. à contre champ du soleil, l'image montre plus de détails et de couleurs, du côté du soleil, on perçoit l'image plus nette mais on ne voit pas assez bien les couleurs, mais plutôt les silhouettes des objets environnants.
Conclusion: Comme au cinéma, concentrer l'image sur un seul mur ou écran demande que celui-ci soit réceptif à la lumière ou comportant des propriétés de réflexions élevées (carton blanc)
Sténopé 3 : "L'écran" de Da Vinci
Matériel: Boite de dimensions 14x19x45 cm, intérieur peint en noir, rajout d'un papier calque à 13cm du trou (écran), carton e= 0.5mm pour le trou, calque.
Hypothèse: L'image sur un calque serait nette parce que la boite est entièrement obscure
Intuition: Le calque est très fin. L'image perçue par l'observateur placé à l'opposé du trou devrait percevoir une image optimale.
Expérience: Faire un trou sur un côté, coller un calque à 13 cm, couper une ouverture pour les yeux du côté opposé.
Observation: L'image est nette, très nette quand le soleil surgit du ciel. Les couleurs sont présents, c'est le sténopé qu'on a le plus réussi jusqu'ici.
Conclusion: Un écran fin peut permettre une image visible et nette pour un observateur situé derrière.
Sténopé 4 : Notre sténopé miniature du début (en plus développé)
Matériel: Petite boite qui s'incruste dans une autre. 10x10x10 (+5)cm, aluminium, trou d'épingle, calque.
Hypothèse: Une petite focale signifie petite image. Utiliser le trou d'épingle pour une optimisation totale de l'image. L'aluminium étant très fin (0.02 mm), entre la limite de la réfraction, permettra une image encore plus nette que le carton 0.5 mm.
Intuition: Le trou d'épingle va projeter une image nette mais qui risque de disparaître et devenir plus floue en éloignant la focale (le calque sur lequel l'image sera projetée).
Expérience: Sur la première partie de la boite, mettre le trou d'épingle sur l'aluminium, sur l'autre, mettre le calque et emboîter les deux parties. Déplacer l'un dans l'autre pour avoir un effet de zoom et observer.
Observation: L'image est très nette mais très petite. Plus on éloigne la focale, plus l'objet grandit et plus il devient flou et obscure.
Conclusion: L'épaisseur de l'aluminium a optimisé la qualité de l'image mais pour une petite focale, donc une petite image.
Sténopé 5 : "Le cache" de Ibn Al Haitham
Matériel: Boite de dimensions 30x40x50 cm, intérieur peint en noir, au fond, du polystyrène translucide qui permet une diffusion à la lumière.
Hypothèse: Étant donné la géométrie de la boite, elle est grande, la lumière risque de ne pas bien y pénétrer. Néanmoins, le trou cette fois ci sera 1/100 de la focale (plus grand)
Intuition: L'image sera nette et précise, étant donné qu'on applique le même principe.
Expérience: Un trou sur une parois, une ouverture pour les yeux sur le même côté, observer l'image derrière sur l'écran au fond de la boite qui est en réalité l'image des objets dérrière nous.
Observation: L'image apparaît mais pas assez nette. Les objets sont plus obscurs mais une fois que le soleil est apparu, on aperçoit beaucoup mieux. L'image est grande.
Conclusion: Pour un plus grand sténopé, l'oeil aura une plus grande image, mais elle perd en netteté et en luminosité. Néanmoins, on peut arriver à de bons résultats en optimisant les paramètres nécessaires à l'optimisation de la netteté.
Sténopé 6 : un ensemble de plusieurs expérimentations : (lentille, faille, plusieurs trous à la fois,...)
CONCLUSION
Nous pensons que pour faire un pavillon contemplatif, il sera nécessaire de dimensionner la pièce au minimum en fonction de l'endroit le plus illuminé de l'extérieur : Si on veut l'image du ciel sur le sol, il serait possible pour une hauteur de 3m d'avoir une image assez nette même à une journée nuageuse car le ciel dégage toujours un flux lumineux direct important. Par contre, pour les autres façades, il serait plus difficile. Soit il faudrait travailler avec des lumières comme les strobo lampes qui possèdent un grand flux/seconde afin d'avoir des images qui parviendraient au fond du pavillon, soit il faudrait réduire la distance entre le trou et l'écran, à ce moment là, nous utiliserons des écrans transparents les plus fins possible (moins de diffusion), alors il serait possible de réaliser le pavillon.
No comments:
Post a Comment