Questions aux experts
Monde construit par l'homme
Comment fonctionne une loupe hydraulique ?
J'ai fait l'expérience suivante avec ma classe de CM1 :
Nous avons recouvert un bocal d'un film de plastique alimentaire placé de façon lâche, puis versé de l'eau dans le creuset ainsi formé. Les petits objets placés à l'intérieur du bocal sont apparus plus gros, la "poche d'eau" formant loupe.
Je n'arrive pas à comprendre, et donc à schématiser, le fonctionnement de cette loupe, car il me paraît inverse du fonctionnement "réducteur" d'une lentille convergente type appareil photo ou œil (que l'on a étudié), je ne vois pas non plus en quoi le trajet de la lumière est différent, ni pourquoi l'image n'est pas inversée.
Est-ce parce que dans ce cas la lumière vient de la "lentille" (poche d'eau) et non de l'objet que l'on regarde (comme dans le cas d'un objet que l'on prend en photo), cela a-t-il rapport avec le fait que le fond du bocal est fermé comme le serait une chambre noire, est-ce une question de distance ?
Je n'arrive pas à trouver la réponse !...
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Pas de mystère dans le fonctionnement de cette loupe hydraulique. Elle donne bien une image grossie de l'objet placé à proximité derrière elle, mais cette image est virtuelle : l'œil la voit, mais la lumière ne passe pas réellement sur l'image.
Un objectif photographique forme une image réelle d'un objet éloigné dans le plan de la pellicule où vient effectivement se condenser la lumière.
Une vraie loupe donne d'un objet placé dans son plan focal une image à l'infini. L'œil voit cet objet grossi parce qu'il l'observe à l'infini alors qu'il est à une distance petite par rapport à la distance d'observation à l'œil nu (en principe 25 cm). Si la distance focale de la loupe est 50 mm, la puissance de la loupe est 25 cm/50 mm = 5 et correspond à son grossissement angulaire, rapport de l'angle sous lequel on voit l'objet avec la loupe à l'angle sous lequel on voit l'objet à l'œil nu à 25 cm.
Un objectif photographique de 50 mm de distance focale donne d'un objet situé à 10 m une image réelle avec un grandissement égal à 50 mm/10m = 0,005.
L'autre différence entre la loupe, souvent une lentille simple, et l'objectif photographique, constitué de nombreuses lentilles savamment calculées, est dans la qualité des images.