Chambre noire

image

En laissant les images des objets éclairés pénétrer par un petit trou dans une chambre très obscure tu intercepteras alors ces images sur une feuille blanche placée dans cette chambre. […] mais ils seront plus petits et renversés. Léonard de Vinci 1514.


Tous les documents  nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier chambre noire).


Ce travail est utilisable (et a été expérimenté) au niveau quatrième, en cours ou en EPI. Il fait appel à la proportionnalité et aux calculs qui en découlent. 


C’est au XIème siècle que le savant arabe El Haitham (Alhazen) donne l’explication du fonctionnement de la chambre noire. Della Porta (1535 – 1615) comprit que l’on pouvait réaliser des chambres noires en réduction en utilisant une boîte opaque munie d’une petite ouverture sur une de ses faces et d’une paroi translucide sur la face opposée. Pour obtenir des images plus lumineuses, il remplaça le petit trou par une ouverture plus grande munie d’une lentille. Dans les années 1820-1850, Nicéphore Niepce, Louis Daguerre et William Fox Talbot inventent des procédés d’enregistrement chimique des images (pellicule) : ainsi naquit la photographie.

 niepceChambre noire de Niepce.

 luminor


Construction travail en groupe de 2 (1 séance)

Document [construction.pdf]

construction


Consigne  en groupes pour les observations et individuel pour la réalisation des schémas (2 séances)

Etude expérimentale.  Document : [document travail.pdf]

1) Observation de l’image d’un objet lumineux.

 Dirigez la chambre noire vers la source (lettre F lumineuse) :schema0 Notez ce que vous observez sur le papier calque.

2) Explication.

 

schema1

Complétez le schéma par les rayons lumineux permettant d’expliquer la formation de l’image sur le calque.

3) Influence de divers paramètres : observer et expliquer

a)      Influence de la distance entre l’objet et la chambre noire (représentez dans chaque cas l’image A’B’ de AB)

schema2Conclusion : si D augmente, alors A’B’ …       

b)      Influence de la longueur de la chambre noire

schema3Conclusion : si L augmente, alors A’B’ …  

c)      Mathématisation

De quoi dépend la dimension de l’image A’B’ ?

Trouvez une formule mathématique permettant de calculer A’B’.

Documents d’aide éventuelle : dossier [calculs] ([calcul taille image.pdf] ; [thales.pdf] )

 d)      Vérifier numériquement sur un exemple à partir des mesures

Sur le banc d’optique organiser le matériel ; effectuer  les mesures nécessaires et vérifier avec la relation mathématique précédente (possibilité d’utiliser un tableur). Document : [chambre noire.xlsx].

e)       Influence de la dimension du diaphragme

 Noter les observations et expliquer par un schéma.


chambre2


Documents disponibles.

Tous les documents indiqués ci-dessous sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier chambre noire).

docs
docs2


 

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