Observer et jouer avec un microscope USB

Un microscope usb, ce n'est pas un microscope extraordinaire...C'est une webcam avec une loupe mobile. Et cela permet déjà d'observer collectivement notre monde, faire des photos mystères, voir des acariens, ... :)

Difficulté

Easy Facile

Durée

2 hour(s) heure(s)

Disciplines scientifiques

Science de la terre, Science de la vie, Science de la matière

biodiversité, microscope Observer_et_jouer_avec_un_microscope_USB_20220316_095844.jpg

Introduction

Nous ne vendons, ni ne faisons de sponsoring sur ces équipements.

• Matériel et outils
• Fichiers

Microscope USB

Microscope numérique USB à grossissement x1000

Microscope USB

Ordinateur

Dès sa mise sous tension, un ordinateur exécute, l'une après l'autre, des instructions qui lui font lire, manipuler, puis réécrire un ensemble de données auquel il a accès. Des tests et des sauts conditionnels permettent de changer d'instruction suivante, et donc d'agir différemment en fonction des données ou des nécessités du moment. Les données à manipuler sont obtenues, soit par la lecture de mémoires, soit par la lecture de composants d'interface (périphériques) qui représentent des données physiques extérieures en valeurs binaires (déplacement d'une souris, touche appuyée sur un clavier, température, vitesse, compression...). Une fois utilisées, ou manipulées, les données sont réécrites, soit dans des mémoires, soit dans des composants qui peuvent transformer une valeur binaire en une action physique (écriture sur une imprimante ou sur un moniteur, accélération ou freinage d'un véhicule, changement de température d'un four ...). L'ordinateur peut aussi répondre à des interruptions qui lui permettent d’exécuter des programmes de réponses spécifiques à chacune, puis de reprendre l’exécution séquentielle du programme interrompu. La technique actuelle des ordinateurs date du milieu du xxe siècle. Ils peuvent être classés selon plusieurs critères1 (domaine d'application, taille ou architecture).

Ordinateur

Téléphone portable

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Téléphone portable

Téléphone portable

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Étape 1 - Preparation - Tester le microscope et le logiciel

Les drivers du microscope s'installent automatiquement. Mais le logiciel, c'est autre chose. Il faut parfois tester plusieurs logiciels. Voici les options selon votre appareil.

Windows

App camera windows

Logiciel tiers 1

Logiciel tiers 2

Linux

Cheese

OSX (mac)

Quick camera

Logiciel tiers 1

Logiciel tiers 2

Android

DLSCOPE (Ancienne version compatible)

Iphone

Non connu.

Plusieurs références de microscopes existent. Avec différents niveaux de qualités, stabilités, compatibilités. Nous listerons quelques produits ici, dans un avenir proche.

Étape 2 - Preparation - Glaner des échantillons, des trucs à observer

Il vaut mieux privilégier des éléments plats, des coupes. Mais le microscope s'avèrent assez souple dans son usage pour observer des éléments en volume.

Quelques idées et pistes, à affiner, spécialiser selon votre thématique :

- Des feuilles et végétaux

- Des insectes vivants ( en boîte de pétri )

- Des textiles

- Des cheveux

- Des aliments

Spéciaux :

- Peau d'oignons : Pour voir des cellules

- Fromages avec croutes : Voir moisissures ou mêmes accariens.

Concernant les êtes vivants observés. L’idéal ést de les maintenir dans une goutte d’eau, afin de limiter leurs mouvements et de les laisser le moins longtemps possible sous le microscope. Relâchez-les ensuite le plus vite possible.

Étape 3 - Usage - Comment ça marche ?

Assez simplement. Avec pied ou non, vous pouvez ajuster sa position par rapport à l'objet observé.

Il est pourvu d’une roue de mise au point pour affiner l'observation. Cette roue fait varier la position de la lentille. Il est possible de capturer des photos en format jpeg/bmp et d’enregistrer des vidéos en format avi, en fonction du logiciel utilisé.

Étape 4 - Usage - Ce qu'on peut observer ?

Et bien voici des exemples, saugrenues.

Photo 1 : Cellules peaux oignons

Photo 2 : Acariens sur mimolette

Photo 3

Photo 4

Photo 5

Étape 5 - Idée valorisation et jeu - Les photos mystères

Le principe d'une photo mystère est le suivant.

On présente une photo très "Zoomé" de notre objectif. Chacun s'exprime (à l'écrit idéalement) sur ce qu'il soupçonne.

on révèle plus tard la réponse, grâce à une image d'ensemble.

Avec les microscopes, un objectif peut donc être de fabriquer des photos mystères. Soit une photo zoomée + une photo normal du sujet.

Sur notre portail (anciens sites), veuillez trouver nos anciennes photos mystères. N'hésitez pas à contribuer, via les commentaires de cette page par exemple.

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Il permet l’affichage de l’image grossie des objets, d’une part à l’écran de l’ordinateur, d’autre part au tableau ou TNI si l’ordinateur dispose d’un vidéoprojecteur.

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

- Ne pas avoir tester avant

- Problèmes de logiciel ou drivers

- Ne pas accompagner ses publics dans l'appropriation de l'outils ( rigueur, patience...)

Explications

La webcam est une cellule photosensible qui permet de transformer la lumière réçue ( l'image du sujet) en information que l'ordinateur restitue en vidéo. Les leds du microscipe permettent de disposer d'assez de lumière. La lentille contenue dans le microscope assure le grossissement entre x50 et x 500.

Plus d'explications

Il existe plusieurs 3 types principaux de microscopes :

Microscope optique.

Cette technique consiste à grossir l'image optique d'un objet de petites dimensions en plaçant, entre l'objet et le détecteur, un microscope optique. Cet appareil utilise des lentilles optiques pour former l'image en contrôlant le faisceau lumineux et (sur certains microscopes) pour illuminer l'échantillon.

Le fait que l'on puisse modifier de nombreux paramètres (type d'éclairage, polarisation, filtrage spectral, filtrage spatial...) confère de nombreuses possibilités à cette technique d'imagerie (microscopie confocale, microscopie à fluorescence...)

Les meilleurs microscopes optiques sont limités à un grossissement de 2000 fois.

Microscope électronique.

En microscopie électronique l'irradiation de l'échantillon se fait avec un faisceau d'électrons. Les microscopes électroniques utilisent des lentilles électrostatiques et des lentilles magnétiques pour former l'image en contrôlant le faisceau d'électrons et le faire converger sur un plan particulier par rapport à l'échantillon.

Les microscopes électroniques ont un plus grand pouvoir de résolution que les microscopes optiques et peuvent obtenir des grossissements beaucoup plus élevés allant jusqu'à 2 millions de fois.

Les deux types de microscopes, électronique et optique, ont une résolution limite, imposée par la longueur d'onde du rayonnement qu'ils utilisent. La résolution et le grossissement plus grands du microscope électronique sont dus au fait que la longueur d'onde d'un électron (longueur d'onde de de Broglie) est beaucoup plus petite que celle d'un photon de lumière visible.

Microscopie à sonde locale.

Cette technique d'imagerie, plus récente, est assez différente des deux premières puisqu'elle consiste à approcher une sonde (pointe) de la surface d'un objet pour en obtenir les caractéristiques.

Les microscopes à sondes locales peuvent déterminer la topographie de la surface d'un échantillon (microscope à force atomique) ou encore la densité d'états électroniques de surfaces conductrices (microscope à effet tunnel). Par ailleurs, l'utilisation d'une sonde peut permettre de collecter des ondes évanescentes confinées au voisinage d'une surface (microscope optique en champ proche).

La sonde balaye la surface de l'échantillon à représenter ce qui impose l'observation de surfaces relativement planes.

Suivant le microscope utilisé la résolution spatiale peut atteindre l'échelle atomique.

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

- Apprendre à faire preuve de rigueur et de patience

- Stimuler sa curiosité

- Explorer son environnement

Pistes pour animer l'expérience

- Exploration d'un milieu, puis espace d'observation

- Concours de photos "belles ", "Artistiques"...

- Photos mystères http://www.lesexplorateurs.org/spip.php?page=mystere

Sources et ressources

https://biofaculte.blogspot.com/2015/03/microscopes-optique-photonique-electronique.html

Dernière modification 18/09/2024 par user:ZAB.

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