projection optique d'une goutte sur un écran : protocole

[Draune]

Bonjour,

Je voudrais mesurer aevc assez de précisions la taille d'un goutte (de l'ordre de mm de diamètre). Pour cela j'avais imaginer de faire une sorte de projecteur : grace à une lentille convergent, envoyer l'image de ma goutte sur un écran ; puis mesurer le rayon sur l'écran, et par les relations de conjugaisons et autres, retrouver le rayon de la goutte.
Mais je sens qu'un tas de problème vont venir se greffer : est-ce que vous en voyez déjà venir?! Quelles sont les erreurs à éviter? Quelques conseils?...
Merci
Draune

[Draune]

Et dans un cadre général, est-ce qu'il vaut mieux avoir une ou deux lentille?
Avec une lentille, le schéma est assez simple.
Avec deux lentille, on a une sorte de lunette astronomique (en fait montage afocal).
La deuxième solution est-elle plus aventageuse que la première?
Draune

[FC05]

Pour ne pas avoir de calculs, met un objet étalon (micromètre) dans le même plan que ta goutte. La mesure est directe.

[Jeanpaul]

Pour ne pas avoir de calculs, met un objet étalon (micromètre) dans le même plan que ta goutte. La mesure est directe.

Si tu n'as pas de micromètre sous la main, tu peux employer une vis de diamètre 6 mm : le filetage a un pas de 1 mm exactement et c'est facile à projeter (mets-la à côté de la goutte).

[Draune]

Pour la vis, j'ai quand même besoin d'une précision supérieure au mm (vu que mes gouttes sont de l'ordre du mm).
Je n'ai pas de micromètre non plus : mais j'ai un Palmer (est-ce que c'est la même chose?).
De toute façon ça ne me dérange pas de faire les calculs : comme ça sera tout le temps la même relation, je rentre mes mesures dans un tableur et hop!
C'est surtout sur le plan optique et qualité de l'image (et donc la précision de mes mesures sur l'écran) que je m'interroge. Mais merci quand même à vous deux!
Draune

[Draune]

Pas d'avis...?

[Jeanpaul]

Un micromètre, c'est l'équivalent d'une règle graduée en tout petit. Un palmer c'est comme un pied à coulisse pour mesurer des objets durs ; ça pourrait à la rigueur mesurer le diamètre d'une bille référence.
Ceci dit, la méthode de calcul par les formules doit bien marcher si la lentille de projection est de bonne qualité et bien connue. Pour des billes de diamètre 1 mm, ça commence à ressembler à un objectif de microscope, non ?

[Draune]

Oui c'est une sorte de microscope que je veux faire. Mais au lieu de visualiser avec l'oeil, je veux que l'image soit sur un écran. Avec les lentilles qu'on a dans les lycées, tu crois qu'il risque d'y avoir trop d'incertitude?
Draune

[Meumeul]

tant que tu travailles près de l'axe optique, ca devrait aller...apres la qualite des lentilles n'est pas la meme dans touts les lycees....tu peux toujours verifier en mesurant la deformation d'une bille donnée quand tu t'éloignes de l'axe optique.

[Jeanpaul]

Je crois qu'on doit pouvoir utiliser un microscope pour projeter des images mais ça pose des problèmes de luminosité (il faut vraiment éclairer très fort les objets et ça risque de les abîmer).
Tu peux essayer de mettre une webcam derrière un microscope, il y aura du vignettage mais bon...

[patrick999]

Bonjour,
Ta goutte est de quelle nature? Est-ce de l'eau? Un autre liquide transparent dans le visible? Comment sont generees ces gouttes? Peux-tu melanger ton milieu d'origine avec des particules absorbantes dans le visible?
Apres ces reponses je devrais y voir plus clair.

[Draune]

les gouttes sont faites de glycérine, donc transparent dans le visible. Elles sont recouverte d'une poudre de lycopodes (spores de fougères). Je ne préfère pas mélanger mon milieu d'origine vu que la tension superficielle de celui-ci joue un rôle majeur dans mes expériences : il ne faut donc pas risquer de la modifier!
draune

[patrick999]

Peux-tu isoler tes gouttes de glycerine les unes des autres? Sinon sous quelle concentration volumique (gouttes / cm3) se presentent-elles? Et dans quel milieu? Peux-tu les poser sur une surface solide ou dois-tu travailler avec des gouttes dispersees dans un fluide? Lequel?

Quelle est la dispersion attendue des tailles de gouttes? entre 0.5 et 1.5 mm? autres? SI tu te oeux mesurer les tailles in situ facilement pourquoi ne pas en compter (par optique) une certaine quantite et peser? J'imagine que la densite peut être raisonnablement approximee par celle de la glycerine?

Tu dis que les gouttes sont transparentes dans le visible mais est-ce encore le cas avec tes spores de fougeres? De toute facon il y a transparence et transparence, peux-tu quantifier le facteur d'aborption du milieu (goutte + spore) en fonction de la longueur d'onde? Le côte transparent ici n'aide pas car si c'est le cas tes gouttes vont se comporter comme des lentilles spheriques si on les eclaire. La theorie complete est celle de Mie (si milieu homogene) mais peut-être peux-tu te satisfaire de l'approximation geometrique? Tout depend de la precision attendue et de l'indice complexe de ton milieu (qui en plus n'est pas homogene si je comprends bien)

De quelle source optique disposes-tu pour faire la manip?

Desole pour l'instant j'ai plus de questions que de reponses.

[Draune]

OUh c'est moins compliqué que ça!!! En fait mon but c'est de les faire rouler sur un plan incliné, mais pour confirmer ma théorie, il que je connaisse leur taille. Je les manipule donc une par une et elles sont relativement manipulables (ça se dit ça? Enfin on peut les manipuler!!). Les spores de fougères ne sont pas transparents, et c'est justement grace à ça que je compte avoir une image de ma goutte (en fait je récupère l'ombre de la goutte sur l'écran). Mes gouttes mesurent en effet autour de 0.5 à 1 mm de rayon donc je devrais rester proche de l'axe optique et l'optique géométrique devrait me suffire. La source de lumière utilisé sera une lampe halogène dont je pourrai faire varier l'intensité grace à un alternostat (je crois que ça s'appelle comme ça : appareil pour faire varier la tension d'entrée).
Voilà, je crois avoir répondu à tes questions!! (le questionneur questionné!!!)
Draune

[Meumeul]

en prenant juste la zone d'ombre (attention a voir une onde incidente la plus plane possible) tu dois pouvoir projeter directement sur le capteur d'une webcam (typiquement 3x5 mm²). Si l'onde incidente est propre, tu n'as plus qu'à mettre un etalon dans le faisceau et à filmer (tu peux donc avoir de l'info sur le mouvement...)