Que se passe-t-il quand on agrandit l'ouverture d'une chambre à sténopé ?
Une chambre à sténopé repose sur une minuscule ouverture (≈ 0,1–0,5 mm) pour former une image sans objectif. L'agrandir échange netteté contre luminosité. Voici la physique exacte.
Cinq effets d'un sténopé plus large
| Effet | Direction | Explication |
|---|---|---|
| Luminosité de l'image | ↑ Augmente | Étendue ∝ surface ∝ d². Doubler le diamètre = 4× la lumière. |
| Netteté géométrique | ↓ Diminue | Cercle de flou = diamètre du trou. Trou plus grand = cercle de confusion plus grand. |
| Flou de diffraction | ↓ Diminue (bon) | Disque d'Airy ∝ λ/d. Trou plus grand réduit le flou de diffraction. |
| Diamètre optimal du sténopé | Équilibre géométrie + diffraction | Lord Rayleigh : d_opt ≈ 1,9 √(fλ). Pour f=50 mm, λ=550 nm → d≈0,3 mm. |
| Profondeur de champ | ↓ Diminue (contre-intuitif) | PDC quasi-infinie à taille optimale ; trou plus grand introduit flou dépendant de la mise au point, réduisant la PDC effective. |
| Résolution (lp/mm) | ↓ Diminue au-delà de l'optimum | MTF maximal à d_opt ; trou plus grand abaisse la fréquence de coupure. |
Zone idéale pratique
Pour une focale de 50 mm (caméra boîte à café typique) :
- Optimal : 0,30 mm (≈ f/167)
- Plage acceptable : 0,20–0,40 mm
- > 0,5 mm : Visiblement mou, aspect "rêveur" — choix artistique, pas technique.
Comment réaliser des sténopés précis
- Utilisez une aiguille à perles 0,3 mm ou une feuille inox percée au laser (Thorlabs, eBay).
- Ébavurez avec grain 2000 ; noircissez l'arrière au feutre.
- Montez dans du laiton/aluminium fin (0,1 mm) derrière une boîte étanche à la lumière.
- Test : photographiez une étoile de Siemens à haut contraste ; mesurez MTF50 dans ImageJ.
Enseignement artistique
Petit trou = net, sombre, PDC infinie.
Grand trou = lumineux, doux, PDC faible.
Choisissez la taille qui correspond à votre esthétique — il n'y a pas de "mauvais", seulement des compromis.