Réalisation d'un thaumatrope

Ce qu'il te faut...
- Carton fin
- Feuille A4
- Crayons de couleur
- Compas
- Elastique (x2)
Ce que tu vas découvrir...
- En savoir un peu plus sur la vision
- Découvrir ce qu'est la persistance rétinienne
- Découvrir que l'œil ne voit pas en continu

Déroulement de l'activité

1- Avec ton compas, dessine un cercle d'environ 10cm sur le carton, ainsi que deux autres cercles identiques sur du papier.
2- Découpe les trois cercles : un en carton -ce sera le support- et deux en papier
3- Dessine sur un des disques en papier la première partie de ton dessin. 
Dans notre exemple, nous dessinerons Jack.
4- Dessine sur l’autre disque en papier l’autre partie de ton dessin.
Dans notre exemple, nous dessinerons une Citrouille.
 
Vu des disques du thaumatrope
Les deux faces de notre thaumatrope
 
5- Colle les disques en papier sur chaque face du cercle en carton
Attention à les coller dans le bon sens !
6- Avec la pointe du compas perce deux trous de chaque coté du disque.
7- Passe un élastique dans chacun des trous et fixe les bien.
Si tu n'as pas d'élastique, tu peux aussi fixer ton thaumatrope sur une tige en bois pour le faire tourner !
 
Pour utiliser ton thaumatrope, tourne le disque de nombreuses fois en tenant bien les élastiques. Quand les deux élastiques sont complètement entortillés, lâche le carton et tire doucement sur les élastiques : le carton tourne à toute vitesse et les deux images se superposent !
Thaumatrope fini
Exemple de thaumatrope une fois terminé

Comment ça marche ?

Lorsqu'un objet est devant tes yeux, tu peux le voir ! La lumière ambiante provient du soleil et éclaire le monde. Des rayons lumineux arrivent sur l'objet : il est éclairé. Ces rayons lumineux se réfléchissent sur les objets et arrivent jusqu'à tes yeux. C'est parce que les objets réfléchissent la lumière que tu peux les voir.
Logo définition
Les rayons lumineux qui viennent du soleil ou d'une lampe arrivent sur un objet: ils l'éclairent. Ces rayons sont réfléchis par l'objet: ils sont déviés et renvoyés. C'est lorsque ces rayons lumineux arrivent à tes yeux que tu vois l'objet.
Logo attention
Au moyen-âge, on pensait que les yeux envoyaient des rayons sur les objets pour les voir. Tu l'as compris: c'est faux ! Ce sont les objets qui réfléchissent les rayons lumineux vers les yeux, pas l'inverse !
Les rayons lumineux arrivent donc dans tes yeux. La lumière traverse le cristallin (dans le rond noir à l'intérieur de tes yeux) et se retrouve projetée à l'envers sur la rétine : la partie du fond de l'œil.
 
Schéma d'un oeil et principe de la vision
Schéma de l'œil vu de profil.
Quand Jack est vu par l'œil, les rayons lumineux en bleu projettent Jack à l'envers sur la rétine.
 
La rétine est une surface tapissée de cônes et de bâtonnets. Ces minuscules capteurs transforment la lumière en une information sous la forme d'un signal électrique qui pourra être compris par le cerveau. Les bâtonnets détectent la lumière et les cônes distinguent les couleurs. Comme les bâtonnets sont plus sensibles que les cônes, nous distinguons mieux la lumière que les couleurs, c'est pour cela que nous pouvons voir les formes quand il fait sombre, mais que l'on ne distingue pas bien les couleurs.
 
En arrivant sur les cônes et les bâtonnets, la lumière "excite" ces capteurs qui produisent des signaux électriques. Cette excitation n'est pas instantanée et dure quelques instants. Plus l'excitation est grande, plus il faut du temps aux capteurs pour se désexciter. Du coup, il est possible de voir de la lumière alors qu'il n'y en a déjà plus : on appelle cela la persistance rétinienne.
Logo astuce
La persistance rétinienne :
Regarde une ampoule durant quelques instants puis regarde autre chose : ton œil va continuer à voir une grosse trace lumineuse comme celle de l'ampoule. Ce sont tes bâtonnets qui sont encore complètement affolés et qui continuent donc de transmettre l'information "Houlàlà y'a de la lumière". Le cerveau croit donc encore voir plein de lumière. C'est ça la persistance rétinienne !
Les informations électriques sont transmises au cerveau qui les interprète et reconstitue l'image dans ta tête. Bien-sûr cela lui prend un petit peu de temps pour comprendre les messages électriques et en faire une image. Il ne peut voir ou interpréter que 24 images chaque seconde et l'on ne voit donc pas en continu. Normalement si quelqu'un bouge le bras, comme tu ne vois pas en continu, tu devrais voir de petits mouvements saccadés, mais ce n'est pas le cas. Pour que notre vision ne soit pas gênée, le cerveau recrée l'illusion du mouvement à partir des images qu'il voit : il invente des choses entre ces images !
Logo astuce
Le cerveau ne voit pas tout :
Comme ton cerveau ne voit pas en continu, il invente le mouvement à partir des images qu'il voit. Mais parfois il se trompe; il peut soit oublier des choses, soit en inventer.
  • Regarde un magicien faire disparaitre une carte: il va si vite que ton œil n'a pas le temps de voir le mouvement de ses mains. Ton cerveau croit que la carte disparait...
  • Regarde une roue de voiture qui roule vite, on dirait qu'elle tourne à l'envers. C'est parce que ton cerveau n'a pas le temps de voir tout les mouvements de la roue. Du coup, quand il crée l'illusion du mouvement, il se trompe de sens.
Dans notre expérience, le cerveau voit deux images qui changent très très vite. A cause de la persistance rétinienne, l'image de Jack n'est pas encore tout à fait effacée de la rétine que l'image du potiron apparaît déjà. Ce même potiron n'a pas le temps de disparaître que Jack revient... et ainsi de suite. Tout va si vite que ton cerveau n'a pas le temps de tout voir et il croit alors que Jack et le potiron sont une seule et même image : ils se superposent.

En résumé

En résumé...
 
- Lorsque l'on regarde quelque chose, une image se forme sur une partie de l'œil appelée rétine. Cette image est petite et à l'envers.
- La rétine est tapissée de bâtonnets qui captent la lumière et de cônes qui distinguent les couleurs.
- L'image vue par la rétine est envoyée à notre cerveau sous forme de signaux électriques dans le nerf optique.
- Notre cerveau reforme l'image à partir de ces signaux, mais il ne voit que 24 images par secondes.
- Le cerveau lie les images entre elles pour créer une illusion de mouvement, comme dans un dessin animé!
- Comme les bâtonnets et les cônes sont sensibles à la lumière, leur excitation peut durer quelques instants, même si l'image a disparu. Ils voient encore une image alors qu'elle n'est plus là (comme la lumière que tu vois après avoir fixé une ampoule). On appelle cela la persistance rétinienne.
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Commentaires

Utilisateur non enregistré

Ce serait bien de citer la source des dessins qui illustrent la page...

Utilisateur non enregistré

Bravo, les explications sont nombreuses mais courtes et lumineuses (si je puis dire!), bien réparties et mises en valeur. L'expérience est simple et permet d'aborder beaucoup d'aspects de la lumière.
C'est un vrai travail d'être aussi clair et concis, beau boulot !