Macroscope polarisant simplifié (M. Chassé)
26/01/24 - Semaine 2
Nous avons réfléchis à une première version de notre macroscope polarisant et à comment le fabriquer.
Le microscope polarisant est un macroscope optique composé d’un détecteur, de lentilles et de filtre polarisants. La lumière est un ensemble d’ondes ayant une infinité de directions. Le premier filtre a pour rôle de sélectionner une orientation préférentielle pour celle-ci. Lorsque les deux filtres sont perpendiculaires, aucune onde ne peut passer.
Le principe de notre macroscope repose sur l’utilisation de minéraux biréfringents et de trouver un moyen de comprendre cette propriété essentielle en minéralogie.
Lorsqu’un échantillon biréfringent est placé sur le trajet de la lumière, il va séparer l’onde lumineuse incidente en deux ondes de polarisation et de retard différents : on dit qu’elles sont destructives.
Le polariseur laisse passer la partie des ondes dont la polarisation a été modifiée par l’échantillon et lui seul. L’objet devient alors visible.
Essayons de faire varier l’orientation de l’échantillon : nous remarquerons que l’objet apparait complètement noir à chaque tour de 90° : il s’agit de l’extinction. Cette caractéristique rend possible chez certains objets la détermination de la direction d’alignement des molécules qui les composent.
Si maintenant nous faisons varier l’épaisseur de l’objet, les ondes transmises sont modifiées, ce qui change les interférences après le passage dans le deuxième filtre et donc la couleur de l’image reçue. Cette propriété, accompagnée d’un tableau regroupant les propriétés optiques de chaque minéral, permet d’identifier de façon plus ou moins précise la composition d’une roche.
Ce macroscope permet de visualiser et caractériser les échantillons biréfringents.
Dessin : prototype de notre macroscope simplifié
Notre première idée est de créer des pièces permettant le support des différents filtres, et de les accrocher ensemble avec des tiges en métal. Nous pensons également créer un étui hermétique à la lumière afin de mieux rediriger celle-ci vers notre échantillon.
Problème pour cette semaine : trouver les bonnes pièces pour faire un premier essai
Semaine 3 :
Premier modèle open scad: très brouillon qui a plutôt servi d'outil pour permettre de s'habituer au logiciel.
Code du modèle
Schéma molette et code : la molette a pour but de modifier la hauteur du support d’échantillon afin de recréer une expérience de « focus » comme dans un microscope classique.
Schéma et code du support de la lampe il ne suffit que de modifier la taille
Semaine 4 :
Cette semaine, nous avons modéliser la première pièce de notre macroscope sur OpenScad : le support de lampe. Nous disposons de lampes LED circulaires. Nous avons réaliser cette structure permettant de la maintenir en place, avec un rebord comportant des orifices visant à accueillir les autres plateaux.
impression du support de la lampe qui prend au total 12 h
modélisation sur open scad
Et le code (échelle 1 = 1mm )
Semaine 5 :
Impression 3D du support de la lampe
A améliorer pour la semaine prochaine : augmenter la taille du trou central rajouter 1mm d'épaisseur du fond des cylindres extérieurs
modèle 3D du support polarisateur réalisé sur OpenScad :
et le code associé :
Semaine 6 :
Cette semaine, nous avons choisi de changer de directive par rapport à notre projet initial. Au lieu de créer 4 plateaux reliés par des tiges, nous avons choisis l’imprimer des supports pour les différents filtres et d’incorporer à chacun d’entre eux des pieds et des orifices afin de pouvoir les empiler, tout en gardant la possibilité de les manipuler séparément.
Voici le modèle de notre premier support, ici pour le filtre polarisant :
et le code associé :
De même pour le support de l’analyseur, situé au sommet de notre macroscope :
Semaine 7 :
Cette semaine, nous avons imaginer les porte-filtres pour l’analyseur (droite) et le polariseur(gauche). L’analyser n’a pas pour objectif d’être tourner, nous l’avons donc fait rond afin qu’il s’insère dans le support. L’autre porte une languette afin de pouvoir tourner le filtre polarisant à des angles allant de 0° à 90°. L’objectif était ensuite d’incorporer des aiments afin de maintenir les filtres en place.
Coque de polarisateur et d'analyseur
VendrediSemaine 29/038 :
Impression au FabLab de nos coques support de filtres
Nous rencontrons un problème avec le support à polariseur : la languette triangle, en plus d’être fragile, n’est pas assez ergonomique et il est difficile de tourner le filtre une fois arrivés aux valeurs de 35-45°.
Nous avons donc revu la forme de notre support :
Egalement, nous avons pensé à un système simplifié afin d’ajouter des graduations sur nos supports. Etant donné que la polarisation est définie par un angle, cela est essentiel. Plutôt que de modéliser les graduations directement à partir du logiciel OpenScad, nous avons pensé à des bandes adhésives à plastifier et à coller sur le support.
Reste à savoir si il est plus cohérent de partir de 0 ou d’avoir le 0 au centre; et si nous aurons 90° ou 180° au total.