LUNETTE ASTRONOMIQUE et TELESCOPE DE NEWTON

LUNETTE ASTRONOMIQUE et TELESCOPE DE NEWTON - Sécialité physique

I/La lunette astronomique :

*Observation d'objets à l'infini

*objectif de grande focale (vergence V₁)

*oculaire de courte focale (vergence V₂ > V₁ )

a)Principe :

Lunette afocale (le plan focal image de l'objectif et le plan focal objet de l'oculaire sont confondus

schéma de principe de la construction :

B à l'infini B₁ B'

1ère étape : construction de B₁

Comme B est à l'infini , B₁ est nécessairement dans le plan focal image de l'objectif : d'où la construction de B₁ qui est à l'intersection de ce plan et du rayon (1) qui passe par le centre optique sans être dévié .

Pour construire le rayon (2) :

*on prend en compte le fait que B est à l'infini et les rayons émis par B sont parallèles entre eux

*le rayon (2) passe nécessairement par B₁ puisque B₁ est l'image de B (tout rayon qui passe par l'objet passe par l'image) .

Pour l'objectif , AB est un objet réel et A₁B₁ est une image réelle .

2ème étape :construction de B'

Pour l'oculaire , A₁B₁ est un objet réel . On construit l'image B' de B₁ par l'oculaire .

Comme B₁ est dans le plan focal objet de l'oculaire , son image B' est à l'infini (on en déduit que l'image A'B' est à l'infini)

b)grossissement standard de la lunette :

c'est le gossissement de la lunette l'orsque l'image observée est à l'infini . En exploitant la gigure , nous obtenons :

f'₁ est la distance focale de l'objectif

f'₂ est la distance focale de l'oculaire

Dans le cadre de l'approximation des petits angles (satisfaite dans les conditions de Gauss) , nous pouvons écrire :

et finalement :

c)Cercle oculaire :

C'est l'image du bord de l'objectif par l'oculaire

d)Exercice : n°13 page 40

II/Le télescope de Newton

*Observation d'objets à l'infini

*objectif de grande focale

*oculaire de courte focale par rapport à la focale de l'objectif .

a)Principe :

schéma de principe de la construction :

B à l'infini B₁ B₂B'

1ere étape : construction de l'image B₁ de B par l'objectif

* B étant un objet situé à l'infini , les rayons qui proviennent de B sont parallèles entre eux

* B étant à l'infini , son image B₁ est dans le plan focal de l'objectif (miroir concave)

AB est un objet réel pour l'objectif et son image A₁B₁ est également réelle .

le rayon (1) suffit pour construire B₁ .La construction du rayon (2) résulte du fait que B₁ est l'image de B (même raisonnement que pour l'objectif de la lunette astronomique ) .

2eme étape : construction de l'image B₂ de B₁ par le miroir secondaire :

Nous exploitons ici la propriété d'un miroir plan : l'image d'un objet par un miroir plan , est symétrique de l'objet par rapport au miroir .

On remarque que A₁B₁ qui était une image réelle pour l'objectif , est un objet virtuel pour le miroir secondaire (intersection de rayons virtuels)

On remarquera sur la figure l'égalité de l'angle d'incidence et l'angle de réflexion (loi de la réflexion)

A₂B₂ est une image réelle pour le miroir secondaire .

3'eme étape : construction de l'image B' de l'objet B₂ par l'oculaire

L'oculaire est positionné de façon à ce que son plan focal objet contienne l'objet (réel) A₂B₂ . La construction de l'image A'B' est classique .

b)Grossissement standard

C'est le grossissement du système lorsque l'image finale est à l'infini .

On démontre sans difficulté que :

c)Cercle oculaire :

C'est l'image de du bord de l'objectif par le miroir secondaire et l'oculaire .

d)Exercice : n° 17 page 41

1-schéma du téléscope : voir ci-dessus

2- A₁B₁ = q* f'₁ = 35,9/3600*2p/360 * 1000 = 0,17 mm (il faut convertir l'angle en radians)

G=f'₁/f'₂ = 1000/6,5 = 154

Nouq en déduisons q'= G*q = 154* 35,9 =5528 secondes d'arc = 92 ' = 1,5 °

III/Exercices complémentaires :

n°^s 30 et 34 page 43

IV/Internet :

* lunette astronomique :http://www.up.univ-mrs.fr/~laugierj/CabriJava/0pjava62.html

* télescope : http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/cortial/bibliohtml/tlscnt_j.html

* Le logiciel "Eléments d'optique géométrique est installé en C11 et C12