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vjac

Polarisation : la grande arche sombre du ciel

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Bonsoir,

Un ami m'a donné un filtre polarisant l'été dernier, le résultat sur le ciel diurne m'a étonné : une grande arche sombre le traverse, son élévation dépend de la hauteur du Soleil, en effet la polarisation du ciel est maximale à 90° de ce dernier :

Ainsi comme ci-dessous au coucher du Soleil la bande sombre est perpendiculaire aux horizons ~Nord et ~Sud, sans filtre à gauche, avec à droite, 350D + Sigma 10-20 en 10mm :
~Nord :

~Sud :

Notez le premier quartier de Lune au centre de la bande avec son élongation de 90° 350D + Sigma 70-300 en 300mm :

(En plus grande : http://vjac.free.fr/skyshows/moon/fq/2010aug16_fq.jpg )
La bande passe alors pile au zénith :

En revanche à la mi-journée, l'arche se dresse au dessus et parallèle à l'horizon Nord :

Une grande transparence est souhaitable de manière à limiter la lumière diffusée par la brume par exemple.


Quelques autres manips incontournables avec un polaroïd :
Pour chaque photo les caractéritiques de prise de vue sont les mêmes avec et sans filtre)

Les écrans à cristaux liquides des PC ou des montres, polarisés à 45° à priori :

L'anisotropie du plastique compressé, révèlant les zones les plus contraintes :


A propos de scotch, le ruban possède cette même propriété et l'interférence sur 2 ondes issues de la biréfringence donne de jolie couleurs, de 1 à 5 épaisseurs de gauche à droite :

La comparaison de ces couleurs à une échelle (de Newton) permet de remonter ou du moins d'estimer l'épaisseur du ruban.

La réflexion et l'angle de Brewster pour lequel la lumière réfléchie est totalement polarisée (parallèlement à la surface), ce qui permet en pratique de supprimer ou du moins d'atténuer les reflets :

Reflet du paysage sur la vitre de la voiture :

Reflet du ciel sur une vitre horizontale, on voit bien l'atténuation à proximité de cet angle particulier :

Reflet d'une lampe sur une table en verre :

En schéma :

En espérant pouvoir compléter par d'autres essais sur le ciel ou des objets du quotidien, je pense par exemple à l'arc-en-ciel, aux nouvelles lunettes 3D...

A bientôt,

Vincent

[Ce message a été modifié par vjac (Édité le 29-11-2010).]

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ce type d'annonce ne sera plus affiché.
Astronomie solaire : la bible est arrivée !
400 pages, plus de 800 illustrations !
Les commandes sont ouvertes sur www.astronomiesolaire.com
Intéressant, pédagogique et très surprenant ce fil !!
Merci Vincent, il fallait y penser !!

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Bonjour,

excellente demarche continue tes experimentations et partages les avec nous.

Je serais interesses en particulier pour connaitre le coeficient d'attenuation de l'intensite lumineuse en fonction de l'angle de polarisation au Soleil ? (finalement ce qu'induit un filtre polarisant, sur un fond de ciel de jour)

Pourrais-tu essayer de mesurer quelques photos que tu aurais en stock ?

Amicalement,
Yann DUCHEMIN

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C'est un filtre régulièrement utilisé en photo diurne pour peu que justement on évite les focales trop courtes ce qui ferait apparaître cette arche de polarisation.
Dans le même temps, il faut soit bien se placer, soit attendre que l'effet soit maximal pour faire une photo.
Je ne l'utilise plus trop pour faire des panoramiques, cela devient trop vite ingérable.

En (haute) montagne, l'effet ajouté de la neige (qui trompe un peu la mesure en induisant une sous exposition +/- légère) et du filtre polarisant peut donner un effet de "ciel noir" en pleine journée ... étonnant !


Marc

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Ça me rappelle les publications concernant l’utilisation de la polarisation pour la navigation quand le soleil n’est pas directement visible.
Cela remonte aux Vikings et à l’utilisation d’un cristal de spath (d’Islande bien sur…) , la « sun stone ». Il y a de nombreux fils là-dessus sur le net, je vous laisse chercher avec délectation.
Il y eu aussi un article dans Sky & Telescope jadis. Dans cet article il était fait allusion à la détection possible de cette polarisation à l’œil nu avec quelques références biblio.

Bref. Il y a à creuser.

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Très intéressant en effet.
Je voulais acheter un polarisant pour mon 10-22mm, je vais y réfléchir à 2 fois.

Dominic

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Salut Vincent !

Intéressant ce petit post sur la polarisation !

La petite expérience qui consiste à mettre en évidence la biréfringence en plaçant un objet transparent entre une source de lumière polarisée et un deuxième filtre polarisant est très utilisée en géologie pour déterminer la nature des minéraux translucides sur les lames minces, chaque minéral possédant des caractéristiques optiques propres. Mais j'avoue que je n'avais jamais pensé à reproduire le phénomène chez moi devant mon écran LCD !

Cordialement
Quentin

[Ce message a été modifié par Quentin Vauthier (Édité le 30-11-2010).]

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Bonjour, merci à TOUS pour vos commentaires et compléments d'information !!
Yann, très bonne idée, ça m'intéresse également, je vais passer les fichiers dans Iris, je vous tiens au courant ! D'ailleurs en me relisant je constate une erreur dans mon post, je corrige par souci de rigueur : les images de gauche sont faite avec le filtre mais à l'angle de tranmission maximale (et non pas sans filtre).
Marc et Dominic, en effet à courte focale on l'arche commence à se voir et ça devient vite du "n'importe quoi dans le ciel", voici un panorama en matinée, l'arche est inclinée :

Merci pour cette précision Bernard et des lectures intéressantes en perspective
Ah Jean, super ! LE lien que je recherchais, un grand merci ! Je viens d'essayer sur l'écran du PC et le ciel, ça marche ! Je ferai un "CROA" à ce sujet.
Bien noté Quentin, oui l'écran du PC se prête vraiment bien à ces manips
A bientôt,
Vincent

[Ce message a été modifié par vjac (Édité le 01-12-2010).]

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Evaluation de l'extinction à partir des images raw, en supposant la réponse du capteur linéaire :

Il semblerait donc que l'extinction diminue avec la hauteur (j'aurais juré le contraire !) et éventuellement avec la longueur d'onde, il faudrait le refaire plus proprement, à suivre...

[Ce message a été modifié par vjac (Édité le 01-12-2010).]

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vjac> Comment as-tu realise les photos ? En fait, quel temps de pose (fixe ?) Ce que je penses, c'est qu'il faut realiser un temps de pose de facon a avoir le meme niveau d'information dans l'image. C'est a dire, qu'il faut quantifier le signal recu par pixel, de facon a etablir une loi d'attenuation mais pour un niveau donne (ADU).

Ce qui m'amene a penser que la luminosite s'evaluera beacoup plus facilement avec un capteur noir et blanc, ou a fortiori avec un filtre a bande etroite.

L'extinction doit d'amoindrire avec la hauteur observée du fait de la diffusion (atmosphere, aeorols, ...) puisque la couche devient plus faible.

Amicalement,
Yann DUCHEMIN

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post très intéressant par contre je ne vois rien de spécial sur la photo
de la lune?
polo

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Bonsoir,
Yann, oui le temps de pose est le même sur les photos prises le 16 août, en transmission maximale et minimale ; mais tu penses que le temps de pose devraient être différents en fonction de la transmission du filtre ??
La variation qualitative de l'extinction en fonction de la hauteur semble donc correcte, je toutefois du mal à comprendre pourquoi elle est minimale au zénith, c'est pourtant bien au zénith que la diffusion est moindre ? Peut-être parce qu'en même temps il y a moins d'air ?? Encore beaucoup d'interrogations en fait
Merci Polo, oui la photo de la Lune n'a rien de spécial, je l'ai seulement ajouté pour mieux apprécier sa phase
a+

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Bonjour Vincent,

Merci pour cette magnifique série de photos qui mettent en évidence 1°- la polarisation de la lumière du soleil diffusée par l'atmosphère et 2°- les couleurs d'interférence en lumière polarisée.

Je ne sais pas si tu es un prof des sciences. Si c'est la cas, alors tes élèves ont la chance d'avoir un tel prof. Dans le cas contraire on pourrait penser que tu es passé à côté de ta vocation.

Puis-je te suggérer de pousser tes explications un peu plus loin et préciser les points suivants :

1°- indiquer sur tes photos du ciel quelle est la direction de polarisation éteinte par ton filtre polarisant.

2°- expliquer sommairement pourquoi la lumière émise par le soleil dans la direction x et diffusée par l'atmosphère dans la direction y (perpendiculaire au faisceau incident) est polarisée dans la direction z.

3°- donner quelques explications supplémentaires sur le dispositif utilisé pour mettre en évidence les couleurs d'interférence en lumière polarisée.

Je me réjouis que tu sois revenu sur ce forum car tes posts sont toujours très intéressants.

Cordialement,

Pawel


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Bonsoir Pawel et merci pour ton intervention !
Oui je suis enseignant en Physique-Chimie.
Très peu de disponibilité en ce moment pour reprendre ce post mais je prends bonne note de tes remarques judicieuses pour mon prochain message sur la polarisation du ciel, sujet que je découvre et passionnant
Bien cordialement,
Vincent

[Ce message a été modifié par vjac (Édité le 08-12-2010).]

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Bonjour Vincent,

Je suis convaincu que tu vas susciter des vocations techniques et scientifiques chez tes élèves; ils doivent surement apprécier le prof dont les connaissances ne sont pas purement théoriques. C'est aussi un énorme avantage pour le prof lui-même de pouvoir illustrer ses cours par ses propres expériences. Or, la pratique de l'astronomie est liée aux quasiment tous les sujets du programme scolaire. Je garde en mémoire tes superbes observations du groupe des satellites Astra qui nous ont fait réfléchir sur la mécanique céleste et par conséquent sur la mécanique Newtonienne et sa loi de gravitation universelle.

En revenant à l'astronomie et tes observations : Sur la deuxième paire d'images on remarque que l'extinction de la lumière polarisée diffusée par l'atmosphère permet de voir un astre. Si tes photos étaient prises dans la matinée et la direction était plutôt Sud-Est au lieu de Sud, alors ça pourrait être Venus, très brillante en ce moment.

Bien cordialement,

Pawel

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Bonsoir Pawel,
Je l'espère aussi pour mes élèves, malheureusement l'astronomie ne représente que peu de chapitres du programme.
En effet la polarisation permet de gagner en contraste y compris en visuel comme l'avait montré Jean-Marc Lecleire je crois dans un post sur les Pléiades en plein jour.
A bientôt,
PS : J'ai encore en mémoire ton assistance dans mon post sur les satellites Herschel et Planck !

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