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Instruments optiques
True or false? Convex lenses make objects look smaller.
Stella et Selma partent en mer pour une chasse au trésor. Mais la carte comporte de minuscules symboles qui sont difficiles à lire. Et toutes les îles sont trop loin pour que les filles voient où aller après! L'œil humain est l'un des organes sensoriels les plus importants de notre corps. Les yeux humains réagissent à la lumière et nous permettent de découvrir le monde autour de nous à travers des images visuelles.
Mais les yeux ont des limites : nous ne pouvons pas bien voir les objets extrêmement petits ou éloignés. Pour mieux voir les choses et plus clairement, on a inventé des appareils qui traitent la lumière et améliorent les images. Nous appelons ces appareils des instruments optiques. Les instruments optiques utilisent des lentilles en verre ou autre matériau transparent. Les lentilles concentrent ou dispersent les rayons lumineux de manière à faire paraître les objets plus grands ou plus petits.
L'instrument optique le plus simple consiste en une seule lentille, généralement montée sur un cadre avec une poignée : une loupe. La lentille de la loupe se courbe vers l'extérieur elle est plus épaisse au milieu que sur les bords. C’est une lentille convexe. Les lentilles convexes agrandissent les objets. Une loupe fonctionne très bien pour de courtes distances: elle peut être utilisée pour lire de très petits textes.
Ou pour examiner les détails de choses comme une carte de chasse au trésor! Mais, si tu pointes une loupe sur un objet éloigné, ça ne marchera pas très bien. L’objet apparaîtra plus proche et plus grand, mais l'image sera floue. Que peux-tu faire pour mieux voir les objets éloignés? Hm, Et si on combinait deux lentilles différentes à la suite…?
Les artisans et les scientifiques au début du 17ème siècle ont dû se poser la même question. Cela a donné l'invention du télescope. Les premiers télescopes utilisaient deux lentilles enfermées dans un tube. À l'extrémité du télescope pointant vers l'objet, il y avait une lentille convexe. À l'autre extrémité, près de l'œil, il y avait une lentille concave incurvée vers l'intérieur qui aidait à focaliser l'image. Au fil du temps, les télescopes optiques se sont améliorés et les différentes combinaisons de lentilles et de miroirs nous permettent d'observer des objets éloignés. Si tu places deux télescopes l'un à côté de l'autre et que tu regardes à travers les deux en même temps, tu as un autre instrument optique: des jumelles!
Les jumelles utilisent le même principe que les télescopes, mais tu peux utiliser tes deux yeux! Chaque œil a un point de vue légèrement différent, de sorte que l'image finale ait de la profondeur : elle est en 3D! Les jumelles sont de toutes formes et en plusieurs tailles et sont utilisées pour beaucoup de choses, comme observer la nature jusqu'à trouver des choses éloignées à l'horizon! Les télescopes et les jumelles nous donnent une vue considérablement agrandie d'objets très éloignés. Qu'en est-il des choses bien trop petites pour être vues à l'œil nu, ou même à la loupe?
Pour cela, on a besoin d'un appareil capable d'agrandir l'image des centaines de fois et qui ne prend pas autant de place que les grands télescopes. Combinant un certain nombre de lentilles concaves et convexes, les microscopes nous permettent de voir des images détaillées de choses comme de minuscules bactéries ou des cellules individuelles. Et ne serait-ce pas génial si nous pouvions capturer toutes ces images que nous voyons? On le peut, en utilisant un autre instrument optique: une caméra! Les caméras sont construites de manière à nous permettre d'ajuster la quantité de lumière qui passe à travers l'objectif de la caméra.
La lumière qui passe tombe sur une surface sensible à la lumière, comme un film photographique ou un capteur numérique. Ainsi, tu peux capturer tout ce que tu vois comme une photo ou l'enregistrer sous forme de vidéo! Lire des cartes et explorer l'horizon sont beaucoup plus facile avec l'aide d'instruments optiques, comme une loupe et des jumelles! N'oublie pas de prendre des photos quand tu auras trouvé le trésor!