Tâche d'Airy

[Blast]

Bonjour à tous,

Ayant depuis peu un APN Reflex, je m'interesse en tant que grand débutant à toutes les notions qu'il faut connaitre pour commencer d'un bon pied dans l'univers de la photo. Durant mon apprentissage, je suis tombé sur les fameuse taches d'Airy et ca m'a rappelé des taches qui apparaissait sur mon compact (IXUS II). Mais voila, après quelques recherches, je n'ai pas trouvé de photos avec ces fameuses taches ! (il n'y a que des schemas tout au mieux)

Voici donc la question : est ce que se sont des taches d'Airy que l'on voit sur cette photo :

http://img8.imageshack.us/img8/3678/airy.png

Merci de respecter le règlement concernant la taille et le poids des photos en affichage direct. Administration EOS-numérique

[predigny]

Pas tout à fait. Ce sont effectivement des motifs d'interférences comme la tache d'Airy mais ici elle sont complètement défocalisées et leur profil n'est plus du tout celui de la tache d'Airy. Sauf cas très particuliers (diaphragme très fermé et capteur à densité de pixel très élevée) la tache d'Airy et les anneaux qui l'entoure sont très difficile à voir. Le filtre anti-aliasing devant le capteur fini de brouiller la tache d'Airy qui n'apparait plus que comme une tache floue sans structure.

[Blast]

D'accord !

Merci pour la réponse

Et par simple curiosité, tu sais ce que c'est la cause de ces taches ? (simple curiosité car mon IXUS est mort, paix à son âme)

PS : désolé pour le poid de l'image...

[predigny]

Souvent ces taches sont dues à la réflexion du flash sur une particule qui peut être très petite, de simple poussières dans l'air, invisible à l'oeil nu, suffisent. Certaines poussières sont de véritable réflecteur catadioptrique d'une efficacité redoutable. Comme elles peuvent être assez près de l'objectif, elles sont vue très défocalisées, d'où ces grands cercles concentriques.

[dark]

une petite recherche avec google sur les tâches d'Airy et hop :

La tache d'Airy ou le disque d'Airy

http://fr.wikipedia.org/wiki/Tache_d'Airy

Pour les phénomènes que tu vois avec ton Ixus comme tous les compacts a bien été expliqué par Prédigny.

[Blast]

Oki

Merci !

edit :
@dark : oui, mais c'est ce que je disais dans mon premier post, il n'y a pas d'image d'une tache d'Airy sur une photo. Difficile donc de se rendre compte de ce que ca peu donner.

Tu as l'air de sous entendre que ca n'arrive que sur les compacts, ca n'arrive pas sur les reflex ?

[predigny]

Sur les reflex ça arrive mais à un moindre degré ; la seule raison c'est la distance entre l'objectif et l'ampoule du flash : plus celle-ci est proche de l'objectif, plus l'appareil est sensible au phénomène de réflexion catadioptrique. Les "yeux rouges" sont un exemple de ce phénomène.
Il y a trois sortes de réflexion de la lumière :
1- réflexion sur surface mate ou diffusante. Un rayon du flash atteint l'objet et est renvoyé dans toutes les directions, ou du moins très éparpillé. C'est le cas de la plupart des objets.
2- réflexion "miroir" sur surface brillante. Le rayon se réfléchi dans une seule direction qui dépend de l'angle que fait la surface de l'objet avec le rayon. Comme sur un miroir l'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence. La probabilité que le rayon soit réfléchi vers l'objectif est assez faible. Un objet "brillant" est constitué de beaucoup de ces petits miroirs.
3- réflexion catadioptrique. La géométrie de l'objet réfléchissant est telle que le rayon est réfléchi exactement dans la direction d'où il vient et ce, quelque soit l'orientation de l'objet. C'est le cas de l'oeil, des réflecteurs laser posés sur la Lune, des réflecteurs installés à l'arrière des vélos (les cataphotes), des particules qui sont dans les peintures des panneaux de signalisation routière, ... . C'est aussi le cas de nombreuses poussières minérales qui sont en fait de minuscules cristaux dont les faces réfléchissantes orientées entre elles à 90° renvoient la lumière dans la direction d'où elle vient. Les appareils "compacts" n'aiment pas ce troisième type de réflexion car les rayon qui reviennent vers la source de lumière (le flash) reviennent aussi sur l'objectif tellement celui-ci est proche du flash. Le reflex avec son flash plus hors de l'axe de l'objectif est moins sensible à ça et même plus du tout si l'on met le flash à plus grande distance encore (Cobra, flash déporté, ...). Il existe des flashs annulaires qui sont situés autour de l'objectif ; ils ont l'avantage de ne pas faire d'ombres mais les phénomènes d'yeux rouges et autres réflexions catadioptriques parasites, doivent être particulièrement intenses.

[dark]

Sur un reflex, pour que les tâches d'Airy soit visible, il faudrait une définition spatiale beaucoup plus grande que ce qu'elle est actuellement. Sur un 50D par exemple, on ne commence à décerner sont effet qu'avec des ouverture très faible, du genre <f/11. Les taches ne sont pas visibles mais réduisent le contraste de pixel à pixel (l'effet n'est perceptible qu'en crop 100% sur un écran de PC ou très grand tirage regardé à la loupe.
Sur les liens que j'ai mis plus haut, tu peux voir ce que donne une tache d'Airy.

Les tâches que tu nous montre sont des problèmes de réflexion sur des poussières.

[Mistanobr]

Salut,

Pour voir une tâche d'Airy il faudrait une source lumineuse parfaitement ponctuelle (donc impossible à réaliser) et la photographier avec un capteur ayant une résolution spaciale d'au moins 4 pixels par diamètre de la tâche.
Son diamètre étant de 30µm pour un diaph fermé à f/22, avec un 50D c'est jouable.
Mais le vrai problème est la source pouctuelle... car sinon, dans la réalité, la diffraction se traduit par une "contamination" des "sources ponctuelles" les unes par les autres.

Amitiés,

Bruno

[predigny]

...
Mais le vrai problème est la source pouctuelle...

Les amateur d'astronomie savent très bien réaliser des sources quasi-ponctuelles pour tester leur télescope dans un hangar par exemple. Il suffit d'éclairer une petite bille de roulement à bille avec une petite lampe. Il faut évidemment que cette "étoile artificielle" soit placée assez loin (>20m). Un papier noir avec un trou d'épingle donne aussi de bons résultat. Dans l'oculaire du télescope, à fort grossissement le disque d'Airy et les anneaux qui l'entourent se voit très bien, mais un capteur d'APN c'est un peu juste, il faudrait un objectif qui ferme à au moins f/32. Je ferai un essais pour voir...

[GiiGii]

Bonjour,

Je dirais même que la figure d'Airy est un cas particulier de figure de diffraction !

Ceux qui ne sont pas d'attaque peuvent encore partir :P Pour les autres, voici une explication archi-vulgarisé

Effectivement, la lumière peut-être représentée par une onde, gloups ! Bref, sans aller dans le détail la propagation d'une onde est décrite par ce que l'on nomme "équation d'onde". Si l'on prend une source de lumière monochromatique, cohérente et ponctuelle : L'image de la source sur un écran sera, roulement de tambour :

Un point !

Je pige plus rien, le gars plus haut, il nous parlait de diffraction. C'est là que rentre sur le ring à ma droite Christian Huygens et à ma gauche Augustin Fresnel !

A la louche :

Lorsque qu'une onde incidente éclaire une ouverture (objectif, trou dans une feuille de papier, une fente entre deux lames de rasoir, ...) ont peut appliquer le principe de Huygens-Fresnel. Et que la distance entre l'ouverture et le plan d'observation est très grande au regard de la taille de l'ouverture et que la taille de la région d'observation.

1- Chaque point de l'ouverture est considéré comme une source d'émission secondaire d'ondes se propageant de proche en proche (Huygens)

2- L'amplitude de la nouvelle onde est dépendante de la somme des éléments de surface de l'onde incidente (Fresnel)

Bon maintenant en physique ondulatoire lorsque des ondes proviennent de sources cohérentes, de même fréquence et monochromatiques nous avons le triplet gagnant pour que les trains d'ondes interfèrent ! Bah ici c'est exactement ce qui se passe. Les ondes des sources secondaires interfèrent. Ce qui donne sur notre écran une belle tâche d'Airy si l'ouverture est circulaire.

A la maison, il est assez facile d'observer une figure de diffraction avec des rideaux Un bon rideau en tulle, un lampadaire à la nuit tombé et c'est facilement que l'on voit ce genre de figure :

Fichier:Figure de diffraction par rideau.JPG - Wikipédia

Woua vive la physique avec des rideaux ! Moi je m'émerveille tous les soirs de mes rideaux Iékéa.

Pour les interférences, deux lames de rasoir et un laser pourront faire l'affaire.

NB : On peut aussi faire des interférences avec un coin de mûr, une enceinte et du Johnny :clown: Ou avec un peu d'eau et d'huile.

PS : Les plus courageux peuvent lire ceci http://www.phytem.ens-cachan.fr/tele...ionFresnel.pdf

Aller voir ici : Optique physique et ici - Interférences - pour jouer un peu.

[predigny]

Sympa ta présentation ! Juste une remarque : la source de lumière n'a pas besoin d'être cohérente (au sens laser) pour qu'il y ait interférences, elle n'a pas non plus besoin d'être monochromatique, même si dans ce cas le contraste des motifs d'interférence est plus élevé. Si la source n'est pas ponctuelle il y a aussi interférences mais ces interférences se superposent à différents endroits et "se cachent" (on dit plutôt se détruisent) les unes les autres.
Avec tout ça, je sens que la qualité des photos de ceux qui nous lisent, va s'améliorer. :clown:

[GiiGii]

On va dire que pour les interférences pour les observer à coup sûr c'est mieux d'avoir une source cohérente, ...

Bref ce que l'on fait avec un Michelson pour mettre toute cette 'Belle' théorie en pratique :P

Sinon, la physique ondulatoire c'est passionnant au vue de ce que cela touche dans notre environnement quotidien !