Pour une distance « lentille – écran » donnée, il n’existe
qu’une unique distance « objet-lentille » permettant de respecter exactement la relation de conjugaison,
donc une mise au point exacte. En dehors de cette position, l’image d’un point
n’est pas un point mais une tache. Si la tache est suffisamment petite pour
n’éclairer qu’un seul des photorécepteurs du capteur, alors la photographie
parait aussi nette que si la relation de conjugaison est respectée.
On appelle ce critère la condition de netteté
approchée.
La profondeur de champ est l’étendue de la zone qui apparaît
nettement sur une photographie.
La vidéo ci-dessous a pour but de vous faire comprendre de quel réglage dépend la profondeur de champ, où comment se servir de l'ouverture du diaphragme pour maximiser la zone de netteté d'une photos ou au contraire, avoir une profondeur de champ très courte.
L'expositionest le fait d'exposer une surface photosensible, comme le capteur sur les appareils photo numériques, à une scène et donc à de la lumière. C'est en captant cette lumière et en l'accumulant que cette surface va pouvoir restituer la scène sous forme d'image. On dira que l'exposition dépend de l'éclairement.
L’éclairement d’une surface traduit la sensation de
luminosité que l’on a lorsqu’on l’observe à l’œil nu. C’est une grandeur notée et exprimée en lux.
Elle se mesure avec un luxmètre.
Contrairement à l’œil, le capteur de l’appareil photographique accumule
toute l’énergie qu’il reçoit par rayonnement lumineux pendant que l’obturateur
reste ouvert. Plus il reçoit d’énergie, plus la photographie est lumineuse.
La luminosité de la photographie dépend de l’énergie reçue
par le capteur par rayonnement lumineux. Cette énergie est proportionnelle à
son éclairement et à la durée pendant laquelle il est éclairé.
Pour gérer l'éclairement, il ca y avoir 3 paramètres :
- l'ouverture de l'appareil photographique qui est géré par lle diaphragme,
- la vitesse ou le temps de pose géré par l'obturateur
- et la sensibilité ISO du capteur.
L’ouverture de l’appareil photographique est le diamètre,
noté , du diaphragme placé dans l’objectif.
C’est donc le diamètre du faisceau de lumière qui pénètre dans l’appareil.
L'ouverture est généralement donnée en fonction du nombre
d’ouvertureN qui se défini par la formule suivante :
N = f'/D
f' étant la distance focale de l’objectif et D son ouverture.
f' et D sont exprimés avec la même unité. N n’a pas d’unité.
Si le nombre
d’ouverture augmente, alors le diamètre d’ouverture
diminue donc l’éclairement du capteur diminue.
Une augmentation du nombre d’ouverture de l’objectif entraine
une baisse de la luminosité de la photographie.
Le temps de pose :
Le temps de pose est la durée pendant laquelle l’obturateur
reste ouvert pendant la prise d’une photographie.
–Plus
le temps de pose est long, plus l’obturateur reste ouvert longtemps donc plus
la photographie d’un objet en mouvement sera floue.
–En
revanche une augmentation du temps de pose augmente
l’énergie reçue par le capteur par rayonnement lumineux. Cela augmente
donc la luminosité de la photographie.
Une augmentation du temp de pose augmente l’énergie reçue par
le capteur, donc augmente la luminosité de la photographie.
La sensibilité ISO :
En photographie, la sensibilité ISO est la mesure de la sensibilité à la lumière des pellicules et des capteurs numériques (CCD). Elle est une donnée essentielle à la détermination d’une exposition correcte.
Pour un même une même ouverture et un temps de pose identique, une sensibilité ISO plus élevée augmentera l’exposition du cliché, c’est-à-dire que l’image sera plus lumineuse.
La vidéo ci-dessous va revenir sur les bases de l'exposition en photographie.
Si l’objet se trouve entre la lentille et son plan focal
objet :
–le
faisceau qui émerge de la lentille ne converge pas : il ne se forme pas
d’image réelle pouvant être recueillie sur un écran ;
–s’il
est reçu par l’œil, le faisceau qui émerge de la lentille semble provenir d’un
lieu imaginaire :
c’est une image virtuelle.
Lorsque l’objet est situé entre la lentille et son plan focal objet, l’image qui se forme n’est pas réelle : c’est une image virtuelle.
Une image virtuelle est le lieu d’où semble provenir le faisceau qui émerge de la lentille : elle est observable à l’œil nu mais ne peut pas être recueillie sur un écran.
On souhaite étudier la formation d’une image par une lentille convergente.
L’objet est modélisé par un segment AB, A étant sur l’axe optique de la lentille et son image est notée A'B'. O désigne le centre optique de la lentille et f' sa distance focale. On rappelle que la situation est représentée par :
Quand on utilise une lentille convergente pour faire l’image d’un objet, on se pose les questions suivantes :
Quelle va être la taille de l’image ? Quelle va être la position de l’image ? Dans quel sens va-t-on l’observer ?
Pour répondre à ses questions, on peut utiliser des relations mathématiques : à savoir les relations de conjugaison et le grandissement.
Vous devrez alors manipuler les grandeurs algébriques pour utiliser la relation de conjugaison et la relation du grandissement. Ce sont des grandeurs qui ont un signe positif ou négatif. Pour repérer des grandeurs algébriques, on va mettre une barre horizontale au-dessus du symbole de la grandeur. Il sera alors important de ne pas confondre grandeur algébrique et distance.
Visionnez la vidéo ci-dessous pour en apprendre davantage sur les grandeurs algébriques utilisées en optique.
Pour définir si les grandeurs sont positives ou négatives, on va donc définir un sens conventionnel positif horizontal (sens de propagation de la lumière = de gauche à droite sur le schéma ci-dessus) et un sens conventionnel positif vertical (de bas en haut).
Le grandissement est une valeur algébrique caractéristique d’une lentille, d’un point objet et de son point conjugué. Il s’exprime de deux manières :
La valeur absolue du grandissement renseigne sur le caractère agrandi ou rétréci de l’image et le signe du grandissement renseigne sur le caractère renversé ou droit de l’image.
Visionnez la vidéo ci-dessous pour en apprendre davantage sur le grandissement d'une image.
La position de l’image d'un objet peut-être déterminer à partir de la relation de conjugaison qui est donnée ci-dessous :
Visionnez la vidéo ci-dessous pour comprendre comment utiliser cette relation.
Un ordinateur ou un système numérique ne comprend dans le fond qu'un seul langage, le langage binaire. Dans cet extrait d'une vidéo propsée par Educode nous voyons pourquoi, ce qu'est le langage binaire et comment compter en base 2.
Pour retrouver plus de ressources sur l'apprentissage du code et de l'algorithmique, vous pouvez aller sur www.educode.fr
Évolution de la pression atmosphérique et fonction de l’altitude:
Plus on s'élève en altitude, moins il y a d'air au-dessus de
nos têtes et donc plus la pression baisse. En moyenne, la pression
atmosphérique diminue de 1 hPa tous les 8 mètres.
Mais pourquoi la pression diminue-t-elle en altitude?
Capteur de pression utilisé par le dispositif Cypres :
Quand il est en marche, CYPRES checke constamment la pression de l‘air au sol et si necessaire ajuste celle ci en fonction du changement des conditions météorologiques. Ce calibrage extrêmement précis est la base de fonctionnement de CYPRES pour reconnaître exactement la hauteur d´activation et la vitesse de chute.
Le capteur de pression mis en oeuvre dans le dispositif CYPRES est un capteur linéaire de haute précision (+/- 0,03 hPa).
Il est conçu pour fournir des tensions comprises entre 0et 5 V. Ainsi ce dispositif transmet des données sous forme de tension qui seront reçues et analysées par un microprocesseur dans un laps de temps très court.
Le principe d'un convertisseur analogique numérique est de convertir un signal analogique en un signal numérique.
Le choix d'un convertisseur analogique numérique se fait en fonction des grandeurs suivantes: - sa plage d'entrée en tension; -sa résolution qui correspond au nombre de bits "n" du convertisseur ou aux nombres da valeurs discrètes pouvant être produites par le CAN (2 à la puissance "n"); - son temps de conversion qui doit être inférieur à la période d'échantillonnage; - son pas de conversion, également appelé quantum.
Numériser un signal, c’est partir d’un signal analogique pour aller vers un signal numérique.
Le signal analogique est un signal continu au cours du temps.
Dans un premier temps, on doit l’échantillonner, puis le quantifier et enfin le coder.
Échantillonnage:
Voici un graphique avec en ordonnées le signal et en abscisses le temps. Le signal analogique, en rouge, varie de façon continue. L’échantillonnage consiste à venir regarder ce signal analogique tous les x secondes. Ce temps-là s’appelle Te, la période d’échantillonnage.
Par exemple, on a représenté des points noirs qui montrent le moment où l’on relève la valeur du signal analogique. Tous les Te secondes, on mesure le signal. On découpe le signal avec une certaine fréquence, la fréquence d’échantillonnage, définie par fe = 1/Te. Le choix de la fréquence d’échantillonnage est crucial afin de reproduire fidèlement le signal étudié. En effet si le signal analogique varie trop vite par rapport à la fréquence d’échantillonnage, la numérisation donnera un rendu incorrect.
Quantification : Un signal numérique ne peut prendre que certaines valeurs : c’est la quantification.
Cette quantification est assurée par un convertisseur analogique numérique (CAN). Chaque valeur est arrondie à la valeur permise la plus proche par défaut. On appelle alors quantum ou pas l’écart (constant) entre deux valeurs permises successives. Plus la quantification est grande, plus l’amplitude du signal numérique sera proche de celle du signal analogique et meilleure sera la numérisation.
Codage : On appelle codage la transformation des différentes valeurs quantifiées en langage binaire. Les nombres binaires ’expriment en bits. Un bit (de l’anglais binary digit) est un chiffre binaire (0 ou 1). C’est la plus petite unité de numérisation?
