Stroboscopie

Document modifié le 13 / 06 / 2008
Un groupe d'élèves du Lycée Victor Hugo, Baptiste Lemercier et Baptiste Vuillet, à Besançon, a été formé. Il souhaitait travailler sur un phénomène qui lui paraissait curieux, des roues de véhicules ou des pales d'hélicoptère semblant tourner à l'envers, au cinéma. Il s'agit du phénomène de stroboscopie.

Le groupe et son montage

Voici les élèves et l'un de leurs montages, enregistés à Strasbourg par l'un des organisateurs (Vous pouvez télécharger la photographie du montage, pour l'examiner à grande échelle dans tous ses détails) :

Les deux Baptiste Montage
Le montage comporte une puissante source de lumière, un projecteur de diapositives, ici à peine visible derrière le disque stroboscopique en bristol noir.
Le disque est fixé sur l'arbre de sortie d'un moteur électrique à courant continu, dont la vitesse de rotation est ajustée à l'aide d'un alternostat (la boîte verte) derrière le projecteur.
Le faisceau de lumière sortant du projecteur privé de son objectif  passe par une encoche découpée dans le disque, éclaire les gouttes d'eau, puis est repris par un condenseur qui le concentre dans l'objectif de projection.
Un dispositif permet de synchroniser la chute des gouttes à la rotation du disque stroboscopique : Il est formé par une diode électroluminescente (à haute luminescence, qu'on voit briller sur la photographie) qui éclaire un phototransistor uniquement au moment où l'encoche découpée dans le disque se présente entre les deux. Ce montage, soudé sur deux plaques pour circuit imprimé en vis à vis de chaque côté du disque stroboscopique, peut être déplacé concentriquement au disque (notez le contrepoids), de manière à choisir le moment de déclenchement. Il est alimenté par le boîtier jaune à droite du disque. Le signal obtenu, des pics de tension, est appliqué à un amplificateur invisible sur cette photographie. Le courant de sortie de celui-ci est envoyé dans une bobine de résistance 8 ohms. Celle-ci attire par saccades un petit aimant scotché sur le tube portant la pipette. Ce tube est retenu par une lame de matière plastique servant de ressort et par du scotch d'électricien faisant office de guide..
La pipette est alimentée en eau additionnée de mouillant par un flacon à pression constante (un bouchon traversé par un tube qui "ramne" la pression atmosphérique au-dessous du niveau de l'eau. Sur la sortie de la pipette, nous avons fixé une aiguille qui guide les gouttes d'eau et qui améliore un peu la régularité de la formation de celles-ci.


Quelques résultats

Voici une séquence de photographies de la chute de gouttes d'eau, enregistrée sans flash, à la cadence d'environ 3 images par seconde. Les gouttes paraissent immobiles. Mais on note qu'elles ne sont pas parfaitement régulières. Cela est dû au régime tourbillonnaire de l'eau sortant de la burette.

Documents


Voici enfin les différents documents publiés, mémoire, résumé, présentation compatible PowerPoint.