Jouons avec la persistance rétinienne de notre oeil en fabriquant un thaumatrope !
Difficulté
Facile
Durée
10 minute(s)
Disciplines scientifiques
Optique
Introduction
Cet objet scientifique repose sur une illusion d’optique qui permet de créer une image “virtuelle” grâce à deux images fixes que notre oeil va superposer.
- Matériel et outils
Elastique 
Un élastique est un fil, une bande ou un ruban court(e) en caoutchouc (ou dont une partie est en caoutchouc), de forme généralement circulaire.
Carton 
Le terme carton désigne certains types de papiers généralement caractérisés par une rigidité, une épaisseur et/ou un grammage relativement élevés ; cependant, la distinction peut être faite en fonction des caractéristiques et de l’emploi. Par exemple, certains matériaux cannelés légers sont considérés comme des cartons alors que les feuilles de papier buvard ou certains supports artistiques à fort grammage sont considérés comme des papiers.
Compas 
Sert a tracer des rond
Ciseaux 
Un paire de ciseaux est un outil comportant deux lames mobiles articulées qui glissent l'une sur l'autre pour trancher les matériaux minces.
Feutre de couleur 
Sert a colorier
Colle 
Colle
Pic à brochette 
Grand bâtonnets pour faire des brochettes... Pratique pour les barbecues ou pour des expériences ludiques !
Étape 1 - Réunir le matériel
- Deux élastiques ou un pic à brochette
- Du carton ou une feuille (si possible) épaisse pour former le disque (ou les deux disques si tu utilise un pic à brochette)
- Un compas pour tracer le cercle ou un objet circulaire (bol, boîte de fromage, etc)
- Une paire de ciseaux
- Feutres de couleur ou autre crayons, stylos de couleur vive
- Éventuellement de la colle
- Un pic à brochette ou un crayon pointu pour faire les trous dans le papier
Étape 2 - Préparer le matériel
- Sur du carton ou une feuille, trace un cercle de 10cm de diamètre, ou 5cm de rayon environ (si tu n'as pas d'élastiques mais un pic à brochette, découpe deux disques
- Dessine sur le disque une partie du dessin (exemple : un poisson, un oiseau, un point)
- Retourne ton disque ou prend l'autre disque si tu en as découpé deux
- Dessine un élément complémentaire au premier dessin (exemple : un bocal, une cage, un cercle)
Étape 3 - Mettre en place l'expérience
Si tu utilise deux élastiques :
- Avec la pointe d’un pic à brochette (ou d'un crayon pointu), perce deux trous de chaque coté du disque,
- Passe un élastique dans chaque trous et fixe-les solidement.
Si tu utilises un pic à brochette :
- Pose le pic à brochette sur une face non dessinée d'un des disques
- Colle le deuxième disque par dessus (tu dois mettre le dessin vers toi)
Étape 4 - Réaliser l'expérience
Ton thaumatrope est prêt fait tourner les élastiques de nombreuses fois, puis lâche le disque ou roule le pic à brochette entre tes mains plusieurs fois.
Dans les deux cas, regarde en ton disque en face de toi.
Que se passe-t-il ? Que vois-tu ?
Étape 5 - Pour aller plus loin
Tu peux tenter de réaliser plusieurs thaumatropes :
- En créant une image surprise (un poisson dans une cage...)
- En créant un message secret (par exemple en écrivant la moitié de ton prénom sur une face et l'autre moitié au dos...)
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
En tournant vite, les deux images se superposent pour n’en former qu’une seule !
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Le dessin de chaque côté du cercle doivent être fait en sens inverse pour que l'image complète apparaisse à l'endroit. Tu peux faire plusieurs essais !
Le disque doit tourner suffisamment vite.
Explications
En faisant tourner le disque nos yeux n’ont plus le temps de distinguer les deux dessins : ils se confondent, formant un dessin unique. C’est ce qu’on appelle la persistance rétinienne. Les scientifiques pensent que l’œil conserverait l'image quelques instants et elle se superposerait donc à la suivante.
Plus d'explications
Les mécanismes de la perception visuelle et le concept de persistance rétinienne sont aujourd'hui très discutés, et les scientifiques ne sont pas tous d'accord. D'autres phénomènes plus complexes pourraient entrer en jeu, comme l'effet phi.
Quelques liens :
Comprendre le thaumatrope sur wikipédia
Comprendre l'effet phi sur wikipédia
Applications : dans la vie de tous les jours
Les dessins animés traditionnels mais aussi le cinéma en général se servent du même mécanisme ! A la manière d'un flipbook, des images légèrement différentes défilent suffisamment vite pour créer une illusion du mouvement et tromper le cerveau.
Un peu d'histoire :
Le thaumatrope a été inventé en Europe entre 1825 et 1830 par John Ayrton Paris. Au XIXeme siècle, plusieurs chercheurs essayaient de trouver une manière de donner du mouvement à une image fixe. Le thaumatrope est la première invention qui a permis de donner du mouvement. C'est ce que l'on appel le précinéma
Histoire du précinéma sur wikipédia
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Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
Comprendre la superposition des images
Découvrir la première invention qui a lancé le précinéma
Pistes pour animer l'expérience
Cette expérience peut être présenter comme un défi pour introduire une séance sur le cinéma par exemple (fais entrer l'oiseau dans sa cage)
Dernière modification 4/05/2021 par user:Geneviève.
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