Expérience des billes 8
By Charlie Leprince on Tuesday 27 December 2011, 19:37 - Expérience des billes - Permalink
Expérience des billes, essai n°8
26/12/11
Hier, me réveillant d'un profond sommeil éreintant, je me suis fait à l'idée qu'aujourd'hui « je ferai l'expérience des billes ». Et c'est ce qui est arrivé. Je ne pensais pas avoir à refaire une expérience des billes, mais voilà que si. Je fus, un instant, épris d'une petite nostalgie pour ces belles soirées de juillet où je mesurais la luminosité d'une surface. On s'occupe comme on peut, non ?
Toujours est-il qu'après cette introduction pas du tout romancée, j'ai choisi de faire comme pour le montage du cristal de verre : un journal, et noter, minute par minute, ce qui se passe. C'est plus rigolo, voilà la principale raison.
14h54 : C'est parti. (Remarquons que je m'y prends tard, je l'ai remarqué aussi, et ça aura son importance par la suite, mais disons que c'est comme ça).
14h56 : J'ai fermé les volets, j'ai dit adieu au Soleil (remarquons deux choses. La première : je ne me faisais pas d'illusions quant à la durée d'une telle expérience, la deuxième : ça ferait un beau titre de roman).
A la faible lueur d'une (bougie ?) LED (il faut savoir vivre avec son temps), je commence.
14h57 : reslum !
15h23 : Fin des reslum, j'ai speedé. Je croyais autrefois que les reslum étaient le plus ennuyeux à faire, mais j'ai découvert que non, on y reviendra.
15 mesures, la relation du jour :
Avec L en lux et R en kiloohm.
Les photos, les photos !
On voit donc ici le nouveau montage, je n'en ai pas encore parlé pour ménager le suspense, mais je vais me rattraper.
Car, je l'avoue, j'ai triché : j'avais étalonné le montage avant Noël, le 24 décembre à 18h.
Flash-back
J'ai attaché le « crayon-rouge-d'étalonnage » sur le bois, et non sur la tige filetée, il ne tenait pas (c'est Speedy qui m'a dit de faire comme ça).
Voilà, on a vu le montage sous toutes les coutures.
Résultat de l'étalonnage : 1 tour de manivelle permet d'avancer de 1 mm (rappelons que l'ancien, 1 tour = 6 mm). C'est pas très étonnant la tige filetée est plus petite, et les constructeurs, logiques, ont dû faire un pas de vis de 1 mm. Bref en tout cas l'étalonnage est fait.
Avant de commencer les mesures, il faut signaler plusieurs petites choses par rapport au nouveau montage.
1/ Il est lourd, parce qu'il y a plus de bois, donc le pied d'optique est un peu frêle, et il chavire un peu si on secoue trop la manivelle, ou si on touche un peu le montage. Il aurait peut-être fallu un pied d'optique plus grand et lourd.
2/ Il est plus précis que l'ancien. Une fois en place, (sauf si on le bouscule et le pied chavire), il ne bouge plus, il reste bien propre, contrairement à l'ancien.
3/ Sa faculté de ramener la photorésistance en arrière (que l'autre n'avait pas) entraine un frottement entre les tiges aux extrémités et le bois, provoquant parfois un décalage entre les deux tiges, car lorsqu'on tire une seule des deux vient. Il faut donc enlever ce décalage, à la main, ce qui peut entrainer à son tour un décalage dans les mesures car le pied d'optique peut bouger (je craignais que la photorésistance change de place en ramenant les deux tiges au même niveau mais ça n'est pas le cas, la tige filetée principale tient vraiment bien et donc la photorésistance reste stable).
Bon déjà 6 pages dans word, hâtons-nous.
Retour vers le futur de l'époque de l'étalonnage, du présent de l'époque de l'expérience et du passé par rapport à maintenant
15h29 : Les reslum faites, j'ai testé encore un peu le matériel pour mettre en évidence les points explicités plus haut.
15h34 : Mise en place du montage : je monte le matôsse© sur des encyclopédies et des BD pour qu'il soit pile à la bonne hauteur, je scotche le papier millimétré, etc.
16h07 : Montage mis en place. Prise de photos.
16h17 : Pause chocolat.
16h28 : Reprise
16h39 : Après le quadrillage de la copie double, éclairé uniquement par la lampe de l'expérience, c'est parti pour une cartographie 3D d'une monocouche composée de billes du même diamètre (5 mm).
Mais, comment fait-on une carto ?
C'est simple, ça tient en un petit programme de calculette (ti).
0=>A
While A<19
A+1=>A
On commence à zéro, on regarde le multimètre, on prend un crayon et on marque la mesure sur la feuille. On pose le crayon et la feuille et on tourne la manivelle, on fait un tour (quatre mouvements de poignets en moyenne), on reprend le crayon et la feuille et on marque la mesure. Le tout 21 fois. Une fois arrivé à la 21ème, on revient en arrière en comptant bien chaque tour (21-20-19-18-…). Arrivé à 6, on règle le matériel pour que les deux tiges soient au même niveau en faisant attention à ne pas faire bouger le montage. On réitère cette opération de réglage arrivé à 0. Puis on se penche, on ferme un œil, et on décale le montage d'un millimètre, suivant le papier millimétré.
End
17h47 : Surprise ! Les piles du multimètre sont HS.
Evidemment, je n'ai pas de piles de ce type en rab. Je récupère donc la pile de mon vieux talkie walkie, et c'est reparti, en plein milieu des mesures c'est quand même pas de bol (à la 10ème ligne sur 18, c'est les nouvelles piles, peut-être que ça changera quelque chose… On verra).
18h32 : Fin de la cartographie. 18x21 mm.378 mesures. Pause.
Les résultats :
Bon alors on voit bien quand il y a des billes, avec, pour caractériser les billes de ce diamètre, une colline avant le donjon : on voit leur approche. Même si c'est pas toujours très clair.
18h40 : Reprise
18h54 : Pour la carto monocouche même diamètre plus un défaut, j'ai posé la bille de 3 mm au milieu des grandes de 5 mm. La feuille est quadrillée, le montage prêt.
18h56 : C'est parti pour la carto 2.
19h35 : Pause manger.
20h07 : Reprise.
20h35 : Fin de la carto 2. 12x22 mm (Ce qui fait 642 mesures en tout).
Je ne sais pas si on voit grand-chose. On arrive à voir quelques grandes billes. J'ai arrêté seulement à 12 mm parce que le pied d'optique avait (trop) bougé quand je remettais les tiges au même niveau.
J'avais placé la bille de 3 au milieu des autres en espérant qu'elle fasse un pic sans bosse, une montagne. Or il semble que pour une photorésistance située à cette hauteur, la bille de 3 mm ait son point focal passé depuis pas mal de centaines de nanomètres car, au lieu d'un pic, il y a un creux, une minidouve (on le voit en plein milieu).
Je ne sais trop qu'en conclure.
Je dirais que :
1/ Dans l'ensemble, on a montré que pour une photorésistance située à une hauteur identique, les pics correspondant à une bille de même diamètre se ressemblent : une colline avant la douve.
2/ Paradoxalement, au-dessus d'une bille de 3 mm, le défaut, c'est l'endroit qui comprend le minimum de luminosité : le point focal de cette bille est passé et la lumière est renvoyée dans toutes les directions. Pour les cartographies précédentes, la photorésistance était suspendue à une hauteur permettant de voir les pics correspondant aux trois différentes billes, à mon avis… Mais on a réussi à voir le défaut dans l'échantillon.
3/ Le nouveau montage a des avantages et des inconvénients, plus précis mais plus long et plus galère à maintenir.
20h44 : Fin du rangement. J'y ai passé un peu moins de 6h, et j'espère que ça a été fructueux (à l'époque j'ignorais ce qu'allaient donner les résultats, je ne tape les 600 mesures sur PC que le lendemain).
Je ferai l'identification (par carto) bille/pic plus tard.
J'attaque ma 13ème page sous word, et c'est ainsi que je vais conclure cette expérience des billes, non sans un certain ventilateur d'air mitigé.
De toute façon, le montage, bien que plus précis, n'est toujours pas optimal et ne permet pas de voir un défaut dans une billes de 3 mm, il ne faut pas rêver. La photorésistance a une surface de l'ordre de 10 mm² (3x4 héhé), et ne permet donc pas de mesurer la lumière en un point. De plus, n'étant pas à une précision de 0,25 mm, on ne sait pas si on se trouve au-dessus d'une bille, pile, ou juste à côté, ou un peu plus à gauche, etc. Ce qui explique les toujours différents pics pour chaque bille.
Est-il nécessaire que je refasse des mesures ?
Un petit aperçu de mon excel :
Voilà !
Bon c'est fini, pour cette fois bien sûr. J'ai pensé que tout cela revenait un peu à essayer de dessiner la Joconde avec les dents. Mais enfin nos dents ont un bon coup de crayon.
Allez, salut ! Et rêvez de billes…
Comments
Aaaah, ça faisait longtemps que je n'avais posté un petit commentaire sur notre blog...
En tout cas, c'est avec grand plaisir que je poste sur ce billet pour féliciter (pour rester dans l'esprit du billet : féliciter vient du latin felix qui signifie heureux et qui a donné le nom de chat Felix) Charlie pour ce super billet romancé et pour six heures (!) de travail à le lueur d'une lampe fluocompacte !
Bilan des courses :
- un montage version 2.0 réalisé par Yohann ;
- deux nouvelles cartographies aux résultats satisfaisants qu'il reste à exploiter.
Je rajouterai que :
- sur la première cartographie, la photorésistance semble grossomodo au niveau de la distance focale des billes de 5 mm, vu que l'on observe quasiment partout des pics (alias les donjons) et pas des montagnes ;
- sur la deuxièmes cartographie, on n'observe quasiment que des montagnes. Pourtant, il s'agit toujours de billes de 5 mm (avec un défaut) et du même montage. Il semble donc que la distance focale de la bille de 3 mm soit passée, mais que celle des billes de 5 mm ne soit pas arrivée. C'est étrange, non ? Vu que l'on serait donc dans les conditions, comme l'a dit Charlie, où "Pour les cartographies précédentes, la photorésistance était suspendue à une hauteur permettant de voir les pics correspondant aux trois différentes billes, à mon avis…". C'est à dire vers 1 mm, distance focale des billes de 4 mm...
A moins que je me trompe...
Néanmoins, le résultat escompté est là : le coureur, nommé de bille, dopé (avec un défaut) s'est fait analysé puis arrêté !
Encore bravo à Charlie. Quant à moi, je retourne à l'atelier traduction...
Oui en effet c'est un peu étrange : la photorésistance suspendue à la même hauteur, les pics devraient être strictement identiques, pour des billes de 5 mm...
Je pense que c'est à peu près le cas malgré tout : malgré une homogénéité (latente) un peu plus prononcée dans la carto 1 que la carto 2, à l'approche de chaque bille de 5 mm on observe quand même à peu près la même chose : ça monte. L'intensité, bien que différente, produit quand même des pics avec un donjon, mais sur un rayon de quelques millimètres, dans les deux cas. Je pense que dans les deux cas (la hauteur de la photorésistance restant la même), la distance focale des billes de 5 mm n'est pas encore arrivée, mais presque (tu te souviens de notre schéma des distances focales et de la photorésistance, et bien là la distance focale est juste au-dessus de la ligne du capteur, ce qui explique les montagnes).
Je n'arrive pas à expliquer la différence entre les deux cartographies, pourquoi l'une est-elle plus homogène que l'autre ? Dois-je refaire des mesures ? Lesquelles ? Monocouche même diamètre, monocouche même diamètre + défaut, monocouche différents diamètres, ligne seule avec une seule bille ?
Bravo Charlie pour ton courage et ta ténacité.
Des hypothèses :
es-tu sûr d'être passé bien au dessus de chacune des billes ?
Ton défaut (enfin pas le tien, tu es sans défaut, toi !!!) est dans une zone moins éclairée => la photorésistance n'a pas forcément la même sensibilité (la loi en a/R ou approxi. peut être modifiée)
et elle a une réponse plus moyennée.
Refaire ? C'est pas des vacances, ni un cadeau !
SI TU AS LE COURAGE, ne peux-tu pas faire une seule ligne en alignant de façon précise 1 grosse, 1 petite , 1 grosse bille ?
J'ai un peu honte de te demander ça mais c'est vrai que la seconde cartographie n'est pas très exploitable.
Un nouveau dicton pour te donner du courage :
"Monocouche avec défaut en décembre
Pari gagné en janvier, il me semble"
"Es-tu sûr d'être passé bien au dessus de chacune des billes ?"=> Je ne suis pas sûr d'être, à chaque fois, passé pile au-dessus de chaque bille, ce qui pourrait expliquer certaines différences (en effet pour la cartographie je suivais mes lignes millimètre par millimètre et donc si j'étais un peu à côté à chaque fois je ne rectifiais pas). Cependant, pour le défaut, j'ai vraiment vérifié et la photorésistance était suspendue pile au-dessus de la bille de 3 mm. Peut-être la photorésistance était-elle inclinée et n'a pas permis de capter la lumière renvoyée par la bille en un petit point...
"Ton défaut est dans une zone moins éclairée => la photorésistance n'a pas forcément la même sensibilité (la loi en a/R ou approxi. peut être modifiée) et elle a une réponse plus moyennée." => Peut-être, oui, mais je crois qu'à ce point là ce serait un peu étrange d'observer une telle variation : si on s'attendait à un pic et que la relation a changé, alors je pencherais plutôt pour une réponse diminuée d'intensité, mais quand même de là à ne rien voir du tout... Je ne sais pas.
La photorésistance est sensible à des changements de température, et les résultats varient avec.
Je vais donc me livrer à des mesures comme vous le dites, grosse bille, petite bille, grosse bille, sur une seule ligne. Jamais je ne pourrai les faire tenir comme il faut dans la boîte lisse en verre (!) donc je vais mettre des rampes, qui j'espère ne vont pas trop modifier la luminosité de la surface.
Merci pour vos compliments et votre petit dicton, je l'espère prophétique !