Modélisation d'un sténopé

Auteur :
Florent PIN
Applet prévue pour un affichage sur écran d'au moins 10" Le sténopé permet de former une image sur une surface en faisant passer la lumière au travers d'une petite ouverture circulaire. Cette modélisation permet de faire varier tous les paramètres du sténopé :
  • Diamètre de l'ouverture
  • Longueur d'onde utilisée
  • Distance ouverture-image, abusivement appelée distance focale.
  • Distance du sujet
  • Format du capteur ou de la surface sensible
Le panneau inférieur montre comment se forme une tâche image sur le capteur à partir d'un point à travers l'ouverture de faible diamètre selon les lois de l'optique géométrique. Cependant, ce modèle est incomplet, puisqu'en passant au travers un trou de très petite taille, la lumière ne va plus se propager en ligne droite et la diffraction (due à la nature ondulatoire de la lumière) va faire diverger le faisceau. Le panneau supérieur montre l'évolution du diamètre de la tâche en fonction du diamètre de l'ouverture selon les lois de l'optique géométrique (propagation en ligne droite) pour la courbe bleue et selon le modèle d'optique ondulatoire pour la courbe rouge. Selon le diamètre de l'ouverture, un phénomène ou l'autre est prépondérant dans divergence du faisceau. Le meilleur compromis est donc de choisir le diamètre d'ouverture qui minimise ces 2 phénomènes à la fois, là où les courbes se coupent. Il est ainsi intéressant de voir l'influence de chaque paramètre sur la résolution et le choix de la meilleure ouverture selon son application : sujet proche ou lointain, longue focale ou grand champ, la longueur d'onde, etc. Ceci reste une modélisation théorique d'une sténopé parfait, avec une ouverture parfaitement circulaire et lisse et une épaisseur de trou nulle. En pratique, le perçage du trou n'est jamais parfaitement net et le matériau dans lequel il est percé possède une certaine épaisseur. Le point objet est déplaçable manuellement, le champ "Distance du sujet" permet néanmoins de le placer très loin et le ramener facilement dans la fenêtre sans avoir besoin de zoomer et dé zoomer. Il est possible de zoomer et déplacer la vue pour se concentrer sur un détail ou avoir une vue globale. Une question, une remarque ? N'hésitez pas à laisser un commentaire grâce au bouton "partager" dans le coin supérieur droit de cette page. :)
On utilise une formule usuelle simplifiée pour déterminer le meilleur diamètre de l'ouverture en fonction de la focale désirée : Trouverez-vous dans quelles conditions s'applique cette formule ?