De radio astronomico et geometrico liber (1545).
Le physicien et mathématicien allemand Gemma Frisius observe l'éclipse solaire de 1544 dans une chambre obscure.
On prend un carton!.
Il ne doit pas laisser entrer la lumière ! On y coupe un trou rectangulaire. On couvre ce trou par une petite plaque métallique dans laquelle on a foré un minuscule trou parfaitement rond. Une bande collante opaque appliquée sur la plaque métallique fait office d'obturateur.
---La caméra est terminée !---
Pinhole
Le trou laisse passer les rayons lumineux partant d'un objet:
L'image de l'objet est donc inversée sur la paroi arrière de la boîte ! Mais si le trou est trop grand, il laisse passer les rayons lumineux comme ceci :
Chaque point de l'objet se projettera sous forme d'une petite tache. L'image sera floue ! Par contre, si le trou est trop petit ou irrégulier, on observe un phénomène de diffraction, qui rend l'image de nouveau imprécise.
La grande difficulté consiste donc à réaliser un trou parfaitement rond et de la bonne taille.
Trou parfait de 0,2 mm (agrandi)
Trial and error!
On définit pour tout appareil ,photographique:
$f=\frac{l}{d}$
avec: l= distance du trou au film photographique d= diamètre du trou
Si f est grand, le trou est petit et la distance au film est grande, donc peu de lumière arrive au film . Pour faire une bonne photo, il faut exposer longtemps (laisser le trou ouvert longtemps) par exemple: $l$ $=$ $100mm$,$d$ $=$ $0,4 mm$ → $f$ $=$ $250$ Le temps d'expositon idéal augmente considérablement (non proportionnellement) avec f ! Pour plus de précision, la belle page tchèque → Pinhole avec un → mode opératoire pour construire une caméra "Dirkon" sans lentille !!
Un Prix Nobel!
Entre en scène John William Strutt (Lord Rayleigh). C'est le chimiste et physicien qui a trouvé pourquoi le ciel est bleu.
Rayleigh a déterminé le diamètre d (en mm) idéal du trou :
$d$ $=$ $\sqrt{l\cdot\lambda}$
avec: $l$ = distance du trou au film photographique $\lambda$ = longueur d'onde de la lumière qui passe par le trou (en mm) p. ex pour la lumière jaune ($\lambda$ $=$ $0,00055\;mm$) et une distance focale de $10\;cm$, le diamètre idéal du trou vaut : $d$ $=$ $0,45\; mm$
Léonard de Vinci!
De mauvaises langues disent que le grand savant et artiste italien Léonard de Vinci a utilisé une chambre obscure pour préparer ses dessins !