Sténopé
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Présentation de l'expérience
Photographier sans appareil photo !! Pour obtenir une belle photo, on a juste besoin d'un simple trou, de très faible diamètre!! Et c'est parti pour la fabrication d'un sténopé.
Matériel
- Du papier photo
- Une boîte métallique
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Un marteau
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Un clou
- Une petite planche en bois
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Une paire de ciseaux
- De la colle
- Du papier de verre
- Une perceuse
- Une feuille d’aluminium
L'expérience
La photo de la vidéo :
D'autres photo réalisées au sténopé :
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La manipulation
Création du sténopé :
Sur la paroi de la boite on perce un trou avec la perceuse. Attention, cette manipulation est dangereuse pour les plus jeunes!
On coupe à côté une petite lamelle de la feuille d’aluminium pour couvrir le trou créé précédemment. Puis on perce le centre de la lamelle avec un clou de façon à obtenir un trou de diamètre très fin.
On colle ensuite la lamelle sur le trou de la boite.
On découpe deux autres lamelles d'aluminium, on les plie en équerre et on les colle à l'intérieur de la boite de façon à pouvoir fixer le papier photo.
De cette manière on obtient notre sténopé qui va nous servir d'appareil photo. Attention! En aucun cas les papiers photo ne doivent être exposé à la lumière. C'est pour cette raison qu'on les place dans l'obscurité d'une chambre noire.
Prise de la photo :
On place le papier photo dans une chambre noire. On sort en bouchant le trou jusqu'à l'endroit de la prise de la photo. On pose le sténopé de façon à ce qu'il ne bouge pas (pour avoir une photo nette). On retire le cache du trou durant une période qui peut varier de quelques secondes à une minute, cela dépend de la taille du trou, de la luminosité ambiante, de l'orientation du soleil, du type du papier photo, ...
On recache le trou du sténopé le temps de retourner dans la chambre noire où l'on développe la photo.
Que voit-on ?
Une fois développée, on obtient une photo en négatif du paysage.
Explications
De manière simple
Lorsqu'on retire le cache, les rayons de lumière renvoyés par les objets du paysage passent par le trou et viennent sur le papier photo. Celui-ci est sensible à la lumière, l'image du paysage s'y imprime. L'image est en négatif et à l'envers; les couleurs claires deviennent foncées, les objets à gauche arrivent à droite et ceux du haut arrive en bas, et inversement. Les rayons qui arrivent par le haut du trou, passent à travers celui-ci et continuent leur chemin vers le bas de la boite, donc du papier photo. L'image se retrouve inversée.
Allons plus loin dans l'explication
La formation de l'image à travers un trou résulte de deux déterminants fondamentaux, la géométrie et la diffraction.
Le premier déterminant fondamental est la géométrie: la taille du trou détermine directement la taille de la tache image produite par un point lumineux du paysage. Plus la taille du trou sera faible et plus la taille de la tache sera petite. On pourra obtenir ainsi des images très bien résolues qui permettront de distinguer des détails du payasage. Cependant, si le trou est très petit, il y aura peu de lumière qui passera et à la limite, plus aucun détecteur ne sera capable de percevoir l'image. Mais cette limite n'est pas fondamentale car si on éclaire le paysage avec une source lumineuse très puissante on peut à nouveau observer l'image avec ses détails les plus fins.
Le deuxième déterminant vraiment fondamental et incontournable est la diffraction: Elle correspond à "l'éparpillement" de la lumière au passage du trou. Cet "éparpillement" se fait dans un cone centré sur le trou et dans la direction des rayons géométriques. L'angle au sommet du cone est d'autant plus grand que le trou est petit. L'effet au niveau de l'image est donc l'inverse de l'effet géométrique. Si on considère la diffraction, plus on réduit la taille du trou et plus l'image d'un point lumineux sera grosse, ce qui produira des images floues sans détails fins visibles.
On considère que la taille optimale du trou est obtenue quand le diamètre de la tache géométrique est la même que celle de la tache de diffraction.
Les explications sont données sur les figures ci-dessus. Le graphe de la taille optimale du trou donne typiquement un diamètre de 800 µm pour une distance trou / plan focal de 500 mm et une longueur d'onde de 0.6 µm.
Un peu de vocabulaire
Sénopé est un mot d'origine grecque qui signifie "petit trou"
Questions à expérimenter
Si on ne dispose pas de papier photo ni de laboratoire pour développer, que peut-on faire avec un matériel plus actuel ?
Par exemple on peut imaginer remplacer la pellicule photo par du papier calque translucide. En observant par derrière, on doit voir l'image. La luminosité de cette image sera faible, même si le paysage est éclairé par le soleil.
Pourrait-on utiliser son appareil photo pour photographier le calque ? Peut-on augmenter le temps de pose pour compenser la faible luminosité de l'image ?
Est-ce que ça marche encore si on enlève le calque ?
Liens avec d'autres expériences
Expériences sur Wikidébrouillard
- Voir les expériences de la catégorie:optique
- Illusions d'optique et pré-cinéma
Applications : liens avec le quotidien
C'est de la culture, ça aide à comprendre le monde !!
Des liens internet sur le sténopé
- La technique
- Le sténopé sur Wikipédia
- Site de galerie photo : sur cette page, Robert Colognoli nous explique la photographie au sténopé.
- La réalisation
- Le sténopé sur scienceamusante.net
- Fabriquer un appareil photo avec une boite de conserve
- Fabriquer un appareil photo avec une boite d'allumettes
- Le résultat
- Le sténozine des Petits Débrouillards de Toulouse
- Diaporama sténopé FlickR
Toutes sortes de réalisations autour de la photo sur Instructables (en anglais mais très bien illustrées !)
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- Dernière modification de cette page le 13 avril 2016 à 08:41.
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