1. Transmettre une information : émettre et recevoir une onde
Quand le photographe appuie sur le déclencheur radio, le flash déporté se déclenche instantanément, sans fil. Quand il envoie ses fichiers à l'imprimeur, les images traversent la fibre optique. Dans les deux cas, le principe est le même :
Transmission d'information : transport d'un message (ordre, son, image, données) d'un point à un autre grâce à l'émission puis la réception d'une onde qui transporte l'énergie et le signal.
Éléments principaux d'une chaîne de transmission : émetteur → milieu de transmission → récepteur.
Principaux types d'ondes utilisées :
- Ondes sonores : parole, sonar, signal entre plongeur et surface. Nécessitent un milieu matériel, lentes (340 m·s−1 dans l'air).
- Ondes lumineuses : télécommande infrarouge, fibre optique, faisceau laser d'alignement. Se propagent dans le vide (c = 3,0 × 108 m·s−1).
- Ondes électromagnétiques (radio, wifi, Bluetooth) : déclencheurs radio de flash, wifi du studio, téléphonie mobile. Se propagent aussi dans le vide à la célérité c.
| Système | Émetteur | Onde | Milieu | Récepteur |
|---|---|---|---|---|
| Déclencheur radio de flash | Émetteur sur la griffe du boîtier | Radio (2,4 GHz) | Air (libre) | Récepteur du flash |
| Télécommande IR | Diode infrarouge | Lumineuse (IR) | Air (libre) | Capteur du boîtier |
| Internet par fibre | Laser de la box | Lumineuse (IR) | Fibre de verre (guidée) | Photodiode réceptrice |
2. Propagation libre et propagation guidée
Propagation libre : l'onde se propage dans l'espace sans support matériel imposé (radio, wifi, lumière dans l'air). Elle atteint tous les récepteurs à portée mais subit obstacles et brouillages.
Propagation guidée : l'onde est canalisée dans un support : câble électrique (câble syncro du flash, USB en tethering), paire torsadée (Ethernet), fibre optique. La transmission est protégée des perturbations et dirigée vers un destinataire précis.
Exemple — Choisir le bon système au studio : pour déclencher trois flashs déportés, on choisit la propagation libre (radio) : souplesse de placement. Pour transférer une série de fichiers RAW (plusieurs Go) vers le poste de retouche, on choisit la propagation guidée (câble USB-C ou réseau filaire/fibre) : débit élevé, stable, sans brouillage.
3. La fibre optique et la réflexion totale
La fibre optique qui amène Internet à l'atelier est un fil de verre (ou de plastique) très fin : un cœur transparent entouré d'une gaine d'indice de réfraction plus faible. Comment la lumière peut-elle suivre un câble qui tourne ?
Réflexion totale : quand un rayon lumineux passe d'un milieu plus réfringent (indice n1 grand, le cœur) vers un milieu moins réfringent (n2 plus petit, la gaine) avec un angle d'incidence suffisamment grand, il n'y a plus de rayon réfracté : la lumière est totalement réfléchie à l'interface et reste piégée dans le cœur.
Grâce à une succession de réflexions totales sur la paroi cœur/gaine, le signal lumineux suit la fibre, même courbée, sur des kilomètres avec très peu de pertes. C'est ce qui permet les débits très élevés de l'Internet par fibre.
Mettre en évidence la réflexion totale et le guidage (protocole) :
- 1. Diriger un faisceau laser dans une cuve d'eau à demi cylindrique : augmenter l'angle d'incidence et observer le passage de la réfraction à la réflexion totale.
- 2. Mesurer l'angle limite au-delà duquel le rayon réfracté disparaît.
- 3. Injecter le laser dans un cylindre de plexiglas courbe (ou un jet d'eau) : observer la lumière qui suit le guide en zigzag.
- 4. Conclure : la lumière reste « prisonnière » du milieu d'indice élevé par réflexions totales successives : principe de la fibre optique.
Sécurité — sources lumineuses et lasers : un faisceau laser est monochromatique, peu divergent et concentré : même de faible puissance, il peut léser la rétine de façon irréversible. Ne JAMAIS diriger un laser vers les yeux (vision directe ou réflexion sur une surface brillante : miroir, vitre, écran). Respecter la classe du laser indiquée sur l'appareil et porter les lunettes de protection adaptées pour les classes élevées. Attention aussi aux réflexions intempestives lors des manips sur fibres.
Mesures et incertitudes : lors de la mesure de l'angle limite de réflexion totale, l'incertitude provient surtout de la lecture sur le rapporteur (± 1° typiquement) : présenter le résultat avec un nombre de chiffres significatifs raisonnable et répéter la mesure pour évaluer la dispersion.