Michèle Weber (FNR) & Freelens TV
Vidéo de l’expérience
Dans cette expérience, préparez une lentille spéciale pour la caméra de votre smartphone qui peut dévoiler des petits details du monde autour de vous.
Toujours demander la permission avant d'utiliser le smartphone d'une autre personne pour cette expérience!
Smartphone avec loupe
La gouttelette conserve sa forme grâce à la gélatine, plus épaisse au milieu que sur les bords. Elle est transparente et a la forme d'une lentille grossissante (lentille convexe) qui a la même fonction d'agrandissement qu'une loupe.
La lentille de caméra du Smartphone est constituée d'une loupe en eau et gélatine. L'objet photographié apparaît donc fortement agrandi sur la photo. Il faut néanmoins rapprocher le Smartphone de l'objet, sinon la photo deviendrait floue. Il en est de même avec l'utilisation d'une loupe. Il faut la rapprocher de l'objet pour qu'il soit net.
Pourquoi une loupe agrandit-elle (lentille convexe) ?
On peut voir le même objet rétréci ou agrandi. Plus il est proche, plus on le voit agrandi. Cela dépend du champ visuel sous lequel l'objet est observé, et la loupe agrandit le champ visuel ! (Le champ visuel est généré par les rayons lumineux qui renvoient les extrémités de l'objet à l'œil).
On constate que le champ de vision est agrandi car les rayons lumineux sont "diffractés" par la loupe (hors du point central). On peut également dire "rompus" à la place de "diffractés".
Pourquoi la loupe diffracte-t-elle les rayons lumineux ?
Imaginons-nous que deux bœufs tirent une charrue dans une prairie sèche. Étant donné que les deux bœufs avancent à la même vitesse, la charrue se déplace dans la même direction.
Néanmoins, ils doivent traverser un champ humide. Il est clair que leur vitesse dans ce champ sera réduite. Le bœuf placé à droite à l'allure déjà lente atteint le champ le premier alors que son compagnon à gauche est plus rapide. Les charrues tirées par les bœufs modifient nettement leurs sens d'avancement.
Il en est de même pour la lumière constitué d'ondes. On peut s'imaginer des ondes en pensant aux vagues de la mer ou celles de l'eau dans un fleuve. Les ondes lumineuses se propagent dans l’environnement à une vitesse de 300.000 km/seconde, dans un verre, elle atteint seulement 200.000 km/seconde.
La partie droite d'un sommet d'ondes atteint le verre plus rapidement que la partie gauche. Elle se propage donc plus lentement. L'ensemble du sommet d'onde tourne. Le faisceau lumineux modifie sa direction.
Diffraction générale
Lorsque la lumière de l'air pénètre dans une autre substance transparente, il est rompu avec encore plus d'intensité en fonction de son inclinaison sur l'interface entre les deux substances.
Le faisceau lumineux 1 n'est pas rompu car il pénètre dans le tissu à la verticale. Tous les autres faisceaux lumineux sont rompus, allant de 1 très faible, 2 fort, 3 très fort et 4 le plus fort.
Même lors du processus inverse, lorsque la lumière est diffusée dans l'air par la substance transparente, elle est rompue. Il suffit simplement d'inverser la flèche directionnelle du faisceau lumineux sur l'illustration.
Texte: André Mousset (MNHN), Michèle Weber (FNR)
Vidéo: Michèle Weber (FNR) & Freelens TV
Musique: Jean-Paul Bertemes (FNR)
