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Contraste de phase et interferentiel


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19 réponses à ce sujet

#1 Dominique Voisin

Dominique Voisin

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Posté 17 octobre 2008 - 08:49

Salut à tous

Loin de moi l'envie de comparer contraste de phase et contraste interferentiel pour savoir quel est le meilleur... Il s'agit simplement de voir concrètement la baisse du pouvoir séparateurs de deux objectifs théoriquement équivalements mais utilisés avec deux modulateurs de lumières différents

Les deux objectifs sont des Nikon de même génération, x40, fluor d'ON égaux 0,85 et à correction d'épaisseur de lamelle tout les deux calés sur 0,17.

Prise de vue sur Optiphot + flash lors de la même séance de prise de vue

les deux images originales issues du Finepix S1 Pro sont recadrées de la même façon

Cyclidium_sp_comparaison.jpg


Pour les heureux possésseurs de contraste interférentiel le choix est vite fait.... la résolution est meilleure mais.....

En revanche pour certaines prises de vues où le contraste est particulièrement faible, comme pour les pseudopodes des amibes, moi je préfère de loin le contraste de phase qui donne une meilleure vision des choses.... peut être moins proche de la "réalité" mais avec plus d'informations


Arcella_CI.jpg

Arcella_PH.jpg



Bon ça se discute, mais moi je ne revendrais pas mon contraste de phase pour rien au monde....

Amitiés à tous

Dominique

#2 Michel

Michel

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Posté 17 octobre 2008 - 11:08

Bonjour Dominique et tous,

Bravo pour ton sujet. Ton comparatif m'intéresse!

Loin de moi l'envie de comparer contraste de phase et contraste interferentiel pour savoir quel est le meilleur...

Tu as tout à fait raison, ce sont des méthodes différentes qui donnent des résultats différents et donc des informations différentes. Bien sûr, il y a un point commun, augmenter le contraste et donc révéler des détails sans cela invisibles.

Il s'agit simplement de voir concrètement la baisse du pouvoir séparateurs de deux objectifs théoriquement équivalents mais utilisés avec deux modulateurs de lumières différents

Vaste sujet !

Théoriquement en effet, la lame de phase peut faire baisser la définition , mais comme on augmente en même temps le contraste, il est très difficile de juger la part de l'un et de l'autre. Mais quoi qu'il en soit le bénéfice est bien présent,

Par contre on peut discuter de la baisse de résolution d'un objectif de phase utilisé avec un condenseur normal par rapport à un objectif normal (sans lame de phase )

Pour le DIC, a priori, il n'y a pas de baisse de résolution due à une lame absorbante.

J'en profite pour poser une question qui me titille depuis quelque temps. Plusieurs utilisateurs de DIC présentent des images DIC en fond blanc (clair) , or le DIC est un contraste en lumière polarisée. Autrement dit la polarisation fait partie intégrante du DIC. Où est l'erreur?

moi je préfère de loin le contraste de phase qui donne une meilleure vision des choses.
je ne revendrais pas mon contraste de phase pour rien au monde....

Tu as tout à fait raison, plus les détails sont fins, et plus le CP les fait ressortir. Au contraire le DIC permet de contraster de grandes structures en provoquant un relief artificiel parfois déroutant.

Je voudrais rajouter un élément qui n'a jamais été évoqué ici, c'est qu'il existe différents CP! Je ne veux pas parler des positifs et des négatifs mais des différents grades. Plusieurs types de lames de phase existent qui se différencie par leur absorption et donc par l'intensité du contraste qu'elles procurent.

Amitiés.
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#3 Dominique Voisin

Dominique Voisin

    AUTEUR-MODERATEUR

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Posté 17 octobre 2008 - 12:14

Bonjour à tous

J'en profite pour poser une question qui me titille depuis quelque temps. Plusieurs utilisateurs de DIC présentent des images DIC en fond blanc (clair) , or le DIC est un contraste en lumière polarisée. Autrement dit la polarisation fait partie intégrante du DIC. Où est l'erreur?


Les prismes..... ???

Faut que je regarde ça dans mes bouquins... :huh:

Amitiés

Dominique

#4 Michel

Michel

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Posté 17 octobre 2008 - 04:27

Re,

Pour le CP, il n'est pas du tout certain que la lame de phase ait une influence sur le pouvoir séparateur. Peut-être qu'en déphasant une partie de la lumière de l'objectif, elle en diminue de fait l'ouverture. Elle jouerait en quelque sorte le même rôle que le miroir secondaire dans un télescope. Ce qui est sûr c'est qu'elle diminue la luminosité de l'objectif.
Pour les prismes de Wollaston, je ne vois pas comment en théorie, ils enlèveraient de l'ouverture à l'objectif.

Dans tous les cas, seule une mesure permettrait de trancher.

Cordialement.
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#5 Michel

Michel

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 17 octobre 2008 - 07:36

Bonjour Jean-Marc,

Oui, l'explication est là.
Il existe de nombreux brevets pour des contrastes interférentiels, mais un seul à ma connaissance s'appelle DIC c'est à dire différentiel, le Nomarski, c'est d'ailleurs le plus utilisé et de loin.

Entre polariseurs croisés, les deux Wollaston ne produisent pas de fond coloré (cas de Dominique je suppose) Pour avoir un fond coloré qui varie avec la translation du premier Wollaston, il faut ajouter une lame onde.

Ce que je ne comprends pas bien c'est que sur mon Nikon, sans la lame onde, je n'ai aucune variation du contraste. Il faudrait que j'expérimente sur le Phomi, mais je n'ai plus les prismes.

Amitiés.
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#6 adn25fr

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Posté 18 octobre 2008 - 07:23

Bonjour à tous,

Michel,

J'en profite pour poser une question qui me titille depuis quelque temps. Plusieurs utilisateurs de DIC présentent des images DIC en fond blanc (clair) , or le DIC est un contraste en lumière polarisée. Autrement dit la polarisation fait partie intégrante du DIC. Où est l'erreur?


l’éclairage est toujours structurellement en fond clair en DIC.
Bien que la lumière soit polarisée/analysée, les 2 passages dans les prismes de Wollaston la rendent visible plus éventuellement une lame ¼ d’onde selon le système (avec encore éventuellement, en plus une lame d’un matériau biréfringent comme le plastique suggéré par Jean Marc).
Comme l’a écrit Jean Marc, la translation du prisme analyseur va faire passer la couleur du fond par toutes les couleurs de l’arc en ciel y compris par un simili fond noir.
En position standard, le fond est « gris coloré » à l’œil, comme sur les images de Dominique. En photographie, un traitement logiciel pourra éventuellement ramener le fond au blanc.

Il existe en effet différents contrastes interférenciels et des variantes selon les constructeurs.
Le CI de mon Olympus BH2 est selon le principe Nomarski. Il n’y a pas de lame ¼ d’onde .
(cf doc constructeur et livre de Locquin-Langeron 1978 page 41)
Jean Marc nous dit qu’il y en a une sur son Leitz.

Les manuels de microscopie sur internet en anglais permettent de se rendre compte de la variété des systèmes selon les constructeurs

Les pages du site orienté Olympus, accessibles depuis la suivante détaillent de nombreux points :
http://microscopy.fs...ic/dichome.html
(je n’ai pas tout parcouru…)
Mais en particulier, il y a un schéma du système Nomarski Olympus ici :
http://microscopy.fs...icoverview.html

Cette page du site orienté Nikon nous indique que l’on peut remplacer la translation du prisme supérieur par la rotation d’une lame ¼ d’onde ou du polariseur:
http://www.microscop...ntdicintro.html

Ton microscope Nikon ne doit donc pas avoir de translation possible du prisme supérieur et le placement d’une lame ¼ d’onde est nécessaire pour faire varier les couleurs du fond.

Cordialement
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#7 Michel

Michel

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Posté 18 octobre 2008 - 09:18

Bonjour Jean_Marc,

Pardon, mais je n'avais pas en tête le nom du microscope, il s'agit d'un NIKON DIAPHOT TMD (PHASE, DIC HOFFMAN) .

Comme depuis que je m'occupe du forum, je n'ai plus beaucoup de temps pour faire de la microscopie, je donne les quelques liens (mes rares essais voir aussi à Hoffman dans le forum) qui ont un rapport avec ce microscope.


http://forum.mikrosc...&...ost&p=18240

http://forum.mikrosc...&...ost&p=27089

http://forum.mikrosc...&...ost&p=24384

Pour les prismes, il n'y a aucun souci il s'agit d'un bloc rétractable, mais que l'on ne peut pas enlever. Dans le révolver, c'est pareil, aucune erreur de montage possible le système est natif.

Pour la lame supplémentaire, là encore, elle est d'origine, il ne s'agit pas d'une lame ¼ d'onde mais une lame onde.


Amitiés.
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#8 adn25fr

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Posté 18 octobre 2008 - 10:05

Re,
microscopy U propose cette page sur le Nikon Diaphot
http://www.microscop...um/diaphot.html

Il y a une image de l'appareil complet, mais le CI et la variante TMD ne sont pas détaillés...

Cordialement
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#9 Michel

Michel

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Posté 18 octobre 2008 - 11:25

Bonjour Daniel,

Le prisme est dans un block que l'on peut retirer ou laisser. Dans ce cas, il y a une position OFF qui le met HS.


DIC.jpg


Cordialement.
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#10 adn25fr

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    Purgatorius

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Posté 18 octobre 2008 - 04:27

Re,
ne pouvant passer par le message personnel, j'envoie ce message à la suite du sujet:
Peux tu stp nous envoyer aussi une photo du condenseur avec la tourelle des prismes ?

Quelques propositions de manips pour essayer de mieux comprendre le fonctionnement de ce bel appareil et le régler pour obtenir une variation des couleurs du fond .en CI (sans garantie de résultat ! le tatonnement expérimental ne vaut pas la lecture du manuel du constructeur))

Le prisme photographié s’escamote par rotation et non par translation donc il sera difficile d’obtenir quelque chose d’orthodoxe dans les positions intermédiaires mais pourquoi pas essayer juste pour voir le résultat ?

A tout hasard, le bouton central est il la juste pour fournir une prise ou tourne t il pour permettre la translation du prisme ?

As tu essayé de vérifier le bon croisement des analyseurs/polariseurs en mettant la tourelle du condenseur en position vide de prisme , en escamotant le prisme supérieur (sous la tourelle d’objectifs dans ce microscope inversé !) et en enlevant la lame d’onde ou ¼ d’onde ? tu devrais alors avoir un microscope polarisant qui donne de belles images de cristaux.

Lorsque analyseur et polariseur sont croisés, avec un objectif 10x et le prisme correspondant, as tu essayé la manip proposée par Jean Marc : enlever l’oculaire et vérifier la présence d’une barre noire d’interférence au milieu du champ ?

Que se passe t il alors en remettant l’oculaire et en tournant la lame au niveau du polariseur (tirette dans le condenseur) ou le polariseur lui mème?

Cordialement
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#11 Michel

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Posté 18 octobre 2008 - 05:57

Re,

Je crois que l'on ne se comprend pas bien.

et le régler pour obtenir une variation des couleurs du fond .en CI

C'est l'inverse ! J'obtiens un contraste coloré (voir les liens que j'ai donnés) mais je ne vois aucune variation du DIC en fond clair c'est à dire sans la lame onde. C'est pour cela que je m'étonnais que certains (Dominique en particulier) utilisent leur DIC sans faire varier le fond.

Pour le reste, je te remercie pour ta proposition d'aide, mais je crains de ne pas avoir le temps avant longtemps pour faire des manips. Je m'explique. Depuis son début, la gestion du forum ne me laisse plus de temps à l'observation et pendant ce temps ma vue se dégrade. En 4 ans, j'ai observé moins de 10 fois en DIC et une fois en Hoffman !

Je peux toutefois te confirmer le bon fonctionnement du microscope, le positionnement des éléments du DIC est correct, seul l'éclairage serait à revoir depuis ma dernière expérience en Hoffman, car j'avais été obligé de le dérégler. Pour le fonctionnement du bloc DIC, voici comment çà marche. Le DIC est OUT ou IN en tournant la grande molette extérieure et la translation du prisme se fait avec le bouton central . La tirette en dessous est celle de l'analyseur. La seule difficulté est de faire coïncider le prisme du condenseur avec l'objectif utilisé ! Comme l'indication du prisme condenseur est juste à la hauteur des yeux , il faut le faire exprès pour se tromper.

Je retiens quand même ta proposition d'aide et quand je le pourrais je te donnerais toutes les indications que tu me demandes ne serait-ce que pour leur aspect pédagogique.

Cordialement.
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#12 adn25fr

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Posté 18 octobre 2008 - 06:34

Re,
C'est la mème chose pour passer d'un fond coloré à un fond neutre ou l'inverse.
Toutes les images que tu as mises en lien sont en fond bleu. Il faut passer à l'autre extrèmité du placement du prisme pour atteindre le gris.

Puisqu'il y a finalement possibilité de translation du prisme situé sous les objectifs avec la molette centrale, Il devrait y avoir modification des couleurs du fond lors de la translation du prisme et, en tournant cette molette, tu devrais atteindre après les autres couleurs un simili fond noir et enfin un fond gris comme celui présenté par Dominique.
(bleu->mauve->orangé->gris->noir->gris)

Cordialement
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#13 Michel

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Posté 18 octobre 2008 - 07:24

Re,

C'est la mème chose pour passer d'un fond coloré à un fond neutre ou l'inverse.

Il y a encore un malentendu.

Je passe comme je veux su vert au pourpre, du bleu au jaune. Si les photos présentées sont sur font bleu, c'est par choix personnel. Par contre, il m'est impossible d'avoir un fond clair comme Dominique ou un fond noir! Avec la lame onde, le fond est toujours coloré jamais noir ou clair !
Le fond noir (polariseurs croisés) ou clair (polars décroisés) ne s'obtiennent qu'en polarisation pure pas en DIC ! En polarisation les polars sont variablement croisés. En DIC ils sont fixes en position croisée. La présence des Wollaston empêche le fond noir .
Dernière remarque, sans lame onde je n'ai aucun fond coloré, même en déplaçant le prisme objectif, mais un fond clair fixe . De la même manière je ne peux pas avoir, quand j'enlève la lame onde de fond noir bien que les polariseurs soient croisés.

Je ne suis donc d'accord qu"avec seulement une partie de tes affirmations,

Cordialement.
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#14 adn25fr

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Posté 18 octobre 2008 - 08:32

Re,

Je passe comme je veux su vert au pourpre, du bleu au jaune. Si les photos présentées sont sur font bleu, c'est par choix personnel. Par contre, il m'est impossible d'avoir un fond clair comme Dominique ou un fond noir!

Effectivement, l'absence de gris ou de noir dans la gamme du CI est anormale.

Parmi mes souvenirs d'optique en lumière polarisée pour la pétrographie, il y a la charte de Michel-Levy qui donne les couleurs d'interférence liées à la biréfringence des matériaux et à leur épaisseur. Les couleurs passent par les mèmes valeurs que celles produites par la translation du prisme de CI.
voir http://www.microscop...ichel-levy.html
pour les fortes biréfringences ou épaisseurs, on a les mèmes cycles de couleurs en plus pales et sans gris.
N'est ce pas le symptome de ce CI? cela ne signifierait-il pas que le retard introduit par la lame d'onde est trop important?
Je suggèrerais de remplacer la lame d'onde par une lame 1/4 d'onde si c'est possible, sinon par une très fine couche de matériau biréfringent (plastique, cellophane) pour voir ce que cela donne.

Les derniers tests de mon message précédant seraient à faire aussi (présence de la barre d'interférence au controle sans oculaire?, effet de la rotation du polariseur?)

Cordialement
  • 0

#15 Dominique Voisin

Dominique Voisin

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Posté 20 octobre 2008 - 10:47

Bonjour Michel, Jean marc, Daniel et tous le monde...


Cymbella_flashie.jpg


Je confirme que l'utilisation du "gris" est un choix parfaitement personnel, j'ai la possibilité d'avoir un certain nombre de couleur jusqu'au fond noir, mais contrairement à toi Michel, je n'ai pas de vert ni de rouge "pompier".... peut être avec un bout de plastique, mais je n'ai pas essayé...

Ton système semble assez atypique pour le peu que j'en connaisse...

C'est dommage que tu n'ais pas un peu de temps à consacrer à des essais...

Amitiés

Dominique

#16 Michel

Michel

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Posté 20 octobre 2008 - 12:26

Bonjour Dominique,

Ta photo me rassure.

J'avoue que je n'ai jamais eu le temps de regarder le microscope de plus près !
Je te promets que j'irais y faire un tour dès que possible.
Malheureusement, c'est le moment de couper des arbres pour faire le bois pour l'hiver de l'année prochaine , et c'est du travail !

Amitiés.
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#17 Michel

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Posté 20 octobre 2008 - 01:40

Re Dominique,

Merci de m'avoir incité à regarder de plus près le sujet!

Je me suis donc arrêté 5 mn à l' "Observatoire" , j'ai d'abord vérifie la polarisation (OK) la bonne marche des différents éléments, (OK les polariseurs sont à angle droit par construction seule est la possibilité de les mettre dans le faisceau ou non) j'ai rajouté le DIC (Tourelle IN, objectif et position du condenseur correspondant. Tout fonctionne correctement !

Pour le gris et le noir, çà marche aussi sauf que déjà en polarisation le noir n'est pas noir et il le devient parfaitement avec la lame onde, donc en DIC, c'est pareil sauf que les Wollaston « dépolarisent » un peu d'où la nécessité de la lame onde.
Donc en fait j'ai deux « DIC » un peu différents:
Celui que j'utilisais avec des couleurs « pompier » comme tu dis avec la lame onde ON et le polariseur OFF. Et un fonctionnement qui correspond tout à fait au tien, avec beaucoup moins de couleurs de fond mais avec en plus des gris et du presque noir, avec le polariseur ON.
Dernière précision pour bien comprendre , la lame onde est AVANT le polariseur.
Étant donné que le microscope est inversé, c'est le premier élément actif et le plus haut dans le faisceau juste après la première lentille du condenseur, mais avant le dernier groupe de lentilles du condenseur, autrement dit en plein dedans, mais juste avant le polariseur.

Voilà, il faut que j'y retourne (au boulot) dommage, je n'ai pas le temps de faire des photos !

Donc j'ai compris pourquoi vous aviez des gris et presque pas de couleurs de fond à moins de rajouter des bouts de plastoc par ci par là (beurk ) Je dis cela parce que les boites de CD ou la cellophane, ce n'est pas terrible sur le plan optique, mais çà peut bien sûr servir !

Amitiés.
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#18 Michel

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Posté 20 octobre 2008 - 05:42

Re Jean-Marc,

Je ne suis pas partisan des bouts de cellophane et des bouts de boitiers de CD.
Pour les bouts de cellophane, et à condition qu'ils soient bien plats (non froissés) et du fait de leur faible épaisseur, il se peut qu'ils n'aient pas d'influence sur l'image. Par contre pour les bouts de plastique, du fait de leur épaisseur et leur anisotropie je pense que l'influence n'est pas nulle.
Dans le cas d'un éclairage de Kolher qui est justement prévu pour « gommer » les imperfections de la source et des composants associés, l'influence ne doit pas être énorme, mais dans un éclairage ultra simplifié comme on en trouve sur les petits microscopes, je pense que ces bouts de plastique ne sont pas neutres (mis à part l'effet recherché) Or c'est sur ce genre de microscopes que l'on a tendance à bricoler ce genre de montage. Il en est de même pour les filtres polarisant découpés dans des lunettes en plastique, la plupart du temps rayées .
Il n'y a qu'à regarder dans un vrai microscope polarisant et dans un systéme fait de bric et de broc pour voir la différence.

Ceci dit, ne me faites pas dire que je suis contre ces bricolages ou que je suis élitiste !
Simplement je pense que ces dispositifs ne sont pas aussi neutres que l'on dit, mais je peux me tromper.

Si on cherche la petite bête, je trouve sur ton image, comme également lors de mes observations, que le fond coloré n'est pas tout à fait uniforme avec une variation progressive de couleur d'un bout du champ à l'autre.
J'ai toujours interprété cela comme une résultante du fait que les Wollaston sont des "coins" accolés et je me dis que peut-être leur pente est trop forte!
Qu'en penses-tu?

* Je me base sur une analogie avec les filtres en mylar que l'on place devant les télescopes pour l'observation solaire. Contrairement à une lame de fermeture, leur épaisseur est trop faible pour modifier l'onde et n'ont donc pas besoin d'avoir une planéité aussi grande que celle d'une lame de fermeture.

Amitiés.
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#19 Michel

Michel

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Posté 20 octobre 2008 - 06:10

Ah ! , j'oubliais au sujet de mon DIC:

Dans tous les cas de figure, quels que soient les réglages des Wollaston, ou des polaroïds, si j'enlève la lame onde, je n'ai plus AUCUN DIC !

Cordialement.
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#20 Michel

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Posté 21 octobre 2008 - 07:22

Bonjour Jean-Marc et tous,

Je suis tout à fait d'accord avec toi.
Il se peut que dans certaines circonstances, certaines imperfections des composants optiques soient sans trop de conséquences sur l'image, mais je voulais simplement rappeler un principe qu'il vaut mieux respecter.
Toutes les surfaces des éléments qui entrent dans le trajet de la lumière d'un microscope doivent être de qualité optique. C'est à dire qu'elles doivent être isotropes * parfaitement propres et quelles respectent les tolérances qui sont théoriquement requises.
Tout le monde est conscient du rôle des poussières et des salissures sur une optique, il en est de même pour l'état de surface c'est à dire l'absence de rayures ou impacts.
Bien sûr, plus on s'éloigne de l'œil dans le microscope et moins on a de chance de percevoir ces « défauts » (a moins que par l'action d'un mauvais réglage de l'appareil, ils ne surgissent dans le champ) Mais ils constitue toujours des obstacles à la lumière et dégradent l'image.
Pour exemple je citerais la lentille postérieure des objectifs.
Grâce à la lentille de Bertrand-Amici (ou Amici-Bertrand) ou au microscope auxiliaire pour régler le contraste de phase, on peut observer cette lentille qui est très souvent couverte de poussière et pourtant l'image n'en est pas apparemment affectée. En fait on voit la différence quand les poussières sont enlevées (parfois difficilement).
Il en est de mêle de toutes les autres lentilles ou éléments optiques comme les filtres, prismes miroirs ou collecteurs.

Alors quand on découpe des filtres polarisant (dont l'un, l'analyseur est près de l'œil ),
dans des lunettes dites polarisantes rayées, ou des plaques de plastique dit polarisant, les résultats ne sont pas les meilleurs. Certes, cela peut permettre d'évaluer le dispositif, de faire des démonstrations à peu de frais mais on est vite amené à aller au delà.
Je voudrais insister un instant sur l'état de surface des lentilles. C'est à dire la taille du plus petit défaut pour qu'il n'ait pas de répercussion sur l'image.
On dit et on démontre qu'en astronomie, dans le cas de miroirs, l'état de surface doit être de lambda/4. En ce qui concerne les lentilles, cette limite se situe à lambd/2 .
Cela fait que la moindre rayure ou poussière à quand même une influence!

Pour l'effet arc-en-ciel, je suis encore d'accord avec toi, il est dû à la translation du Wollaston mais probablement que ces Wollastons sont trop courts et que l'on passe trop rapidement d'une couleur à l'autre. On peut imaginer d'autres systèmes dans lesquels les Wollaston (qui n'en seraient plus) soient non des prismes, mais les lames planes. Nous n'aurions plus de changement de couleur par translation latérale, mais nous pourrions faire varier les couleurs d'une autre manière, en croisant par exemple une lame ¼ onde. Si je pense à une autre solution, c'est que je ne trouve pas ce dégradé de couleurs formidable.
Amitiés.

* Est isotrope une substance qui garde les mêmes prpriétés quel que soit l'endroit où on les mesure. Ce n'est pas le cas pour les propriétés optiques des plastiques industriels ou même des verres ordinaires.
Bien sûr selon cette définition, un Wollaston n'est pas isotrope, mais il est conçu justement pour cela et de manière reproductible.
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