Aurélie 07/07/07
 

Les mystères de la chambre noire, la vision des couleurs bac L 2007 Antilles

 

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Principe d'un appareil photographique.

 Tout appareil photographique est en fait une chambre noire plus ou moins complexe. Le principe est simple : la lumière qui pénètre par un trou minuscule dans une boîte hermétique projette sur la paroi opposée une image renversée des objets situés devant la boîte[...] Le principal inconvénient est son manque de luminosité. Pour obtenir une image nette, le trou doit être le plus petit possible : et plus le trou est petit, plus le temps de pose pour que l'image finale soit visible doit être long. Aux origines de la photographie, se faire tirer le portrait imposait au modèle de rester plusieurs heures immobiles, face à l'appareil. L'objectif photo est là pour pallier ces difficultés. C'est un système optique, composé de plusieurs lentilles, qui forme une image des objets situés devant lui.

  1. Montrer que le dessin ci-dessus permet d'affirmer que l'ensemble des lentilles utilisées dans l'objectif, se comporte comme une lentille convergente.
  2. Il existe un second type de lentilles. Le nommer et donner le schéma de représentation.
  3. Décrire une méthode différente que celle évoquée à la question 1, permettant de distinguer les deux types de lentilles.
  4. Une modélisation du fonctionnement de l'appareil photographique est donnée ci-dessous :

    - Compléter le schéma de représentation de la lentille convergente.
    - Positionner le foyer de la lentille.
    - Représenter l'image du sujet photographié.

Le dessin ci-dessus permet d'affirmer que l'ensemble des lentilles utilisées dans l'objectif, se comporte comme une lentille convergente.

L'objet est réel et ne se trouve pas entre le centre optique et le foyer de l'objectif : on observe une image réelle, renversée par rapport à l'objet.

Il existe un second type de lentilles : les lentilles divergentes.

 

 

 Une méthode différente permettant de distinguer les deux types de lentilles :

- une lentille convergente est plus épaisse dans sa partie centrale, plus mince sur les bords.

- une lentille divergente est plus mince dans sa partie centrale, plus épaisse sur les bords.

Complétons le schéma proposé :
La vergence d'une lentille convergente utilisée dans un objectif photographique est C= +20 d. On rappelle que la distance focale f d'une lentille est donnée par la relation f = 1/C.

  1. Donner le nom de l'unité de vergence symbolisée par la lettre d.
  2. Comment peut-on reconnaître la nature convergente ou divergente d'une lentille par la donnée de sa vergence ?
  3. Calculer la distance focale f de la lentille de l'objectif photographique.
  4. Voici deux lentille dessinées en vue de profil :

    Recopier et compléter la phrase suivante en relation avec le schéma des deux lentilles :
    " La lentille n°.... est plus convergente que la lentille n°.... car elle est ...................."
 
La vergence s'exprime en dioptries ( symbole d ).

La vergence d'une lentille convergente est positive ; la vergence d'une lentille divergente est négative.

La distance focale f vaut : f=1/20 = 0,05 m. 

" La lentille n°2 est plus convergente que la lentille n°1 car elle est plus épaisse dans sa partie centrale" ( le rayon de courbure des dioptres est plus petit)

La vision des couleurs :

Le noir et le blanc est aux origines de la photographie, mais le monde tel qu'il est perçu par l'oeil humain est bien composé de nombreuses couleurs que la photographie se devait de savoir retranscrire. Pour l'oeil, toute lumière est blanche, mais est en fait composée d'un mélange de couleurs. L'expérience du prisme de Newton en est la brillante démonstration : à l'intérieur du prisme, chaque rayon lumineux est plus ou moins dévié en fonction de sa longueur d'onde.

L'étude de la vision humaine révèle que la rétine est en fait tapissée de cellules sensibles à la lumière, les bâtonnets et les cônes. Ces derniers sont sensibles soit à la lumière rouge, soit à la lumière verte, soit à la lumière bleue ( RVB) : ce sont les trois couleurs primaires. Extrait du site http://photographiz.com le 12/07/2006.

  1. Préciser si la lumière blanche est monochromatique ou polychromatique. Pourquoi ?
  2. Donner les limites en longueur d'onde, du spectre visible de la lumière blanche.
La lumière blanche est polychromatique ; un prisme disperse la lumière blanche : on observe toutes les couleurs de l'arc en ciel.

Le spectre visible de la lumière blanche s'étend de 400 nm à 800 nm.

 

 Eclairée en lumière blanche, une tomate paraît rouge car elle absorbe les lumières bleue et verte et elle diffuse le rouge. Mais si on l'éclaire maintenant en lumière bleue, la belle tomate paraît désormais noire.

On peut schématiser la synthèse additive de la façon suivante :

  1. A l'aide du schéma, indiquer la couleur complémentaire du rouge.
  2. Indiquer la couleur de la tomate éclairée en lumière rouge.
  3. Eclairée en lumière bleue, indiquer pourquoi la tomate paraît noire.
Le cyan est la couleur complémentaire du rouge.

La tomate diffuse le rouge : éclairée en lumière rouge, elle paraît rouge.

La tomate absorbe le bleu ; éclairée en lumière bleue, elle absorbe cette lumière et ne diffuse aucune lumière : elle paraît noire.
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