grand oral plan lunette astronomique
Publié le 02/06/2024
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«
Introduction
L'astronomie est une science qui suscite depuis toujours la curiosité et l'émerveillement.
Observer
les étoiles, les planètes, et en particulier notre satellite naturel, la Lune, est une activité qui nous
rapproche des mystères de l'univers.
La lunette astronomique, invention révolutionnaire du début
du XVIIe siècle, a permis de faire des découvertes majeures.
Cependant, se pose la question de
savoir jusqu'où cet instrument peut nous amener en termes d'observation détaillée.
Plus
précisément, peut-on voir un homme marcher sur la Lune avec une lunette astronomique ? Ce sujet
est fascinant car il explore les limites de nos instruments et nous permet de mieux comprendre les
défis de l'observation astronomique.
Nous allons examiner cette question en trois parties : les
capacités des lunettes astronomiques, les exigences spécifiques de l'observation de la Lune, et les
comparaisons avec d'autres technologies d'observation.
Partie I : Les capacités des lunettes astronomiques
1.
Principe de fonctionnement
Les lunettes astronomiques, également appelées télescopes réfracteurs, utilisent des lentilles pour
collecter et focaliser la lumière provenant des objets célestes.
Elles se composent de deux lentilles
principales :
• La lentille objective : elle est située à l'avant de la lunette et sa fonction est de recueillir la
lumière.
Elle forme une image inversée de l'objet observé.
• La lentille oculaire : située à l'arrière de la lunette, elle agrandit l'image formée par la
lentille objective.
La qualité et la puissance de l'image observée dépendent de la taille et de
la qualité de ces lentilles.
2.
Pouvoir de résolution
Le pouvoir de résolution d'une lunette astronomique est une mesure de sa capacité à distinguer
deux points rapprochés comme étant distincts.
Il est déterminé par la formule de diffraction
suivante : Δ𝜃=1.22𝜆𝐷 Δθ=D1.22λ où :
• Δ𝜃 Δθ est le pouvoir de résolution angulaire en radians.
• 𝜆 λ est la longueur d'onde de la lumière observée (environ 550 nm pour la lumière visible).
• 𝐷 D est le diamètre de l'objectif de la lunette.
Pour une lunette avec un objectif de 10 cm de diamètre (𝐷=0.1 D=0.1 m) :
Δ𝜃=1.22×550×10−90.1≈6.71×10−6 radians Δθ=0.11.22×550×10−9≈6.71×10−6 radians
Ce calcul montre que le pouvoir de résolution est de l'ordre de quelques millionièmes de radian, ce
qui est insuffisant pour distinguer des détails très fins à grande distance.
3.
Limites pratiques
En pratique, plusieurs facteurs limitent encore davantage les performances des lunettes
astronomiques :
• Turbulences atmosphériques : l'atmosphère terrestre cause des distorsions et des flous,
réduisant la résolution pratique à environ 1 arcseconde, soit 4.85×10−6 4.85×10−6 radians.
• Qualité des lentilles : les imperfections et les aberrations optiques dans les lentilles peuvent
dégrader l'image.
• Grossissement : un fort grossissement peut agrandir l'image, mais il ne peut améliorer la
résolution au-delà des limites physiques et optiques.
Partie II : Comparaison avec les besoins d'observation de la Lune
1.
Dimensions et distances
La distance moyenne entre la Terre et la Lune est d'environ 384 000 km.
Pour voir un homme de 2
mètres de haut à cette distance, le pouvoir de résolution requis peut être calculé comme suit :
Δ𝜃=2 m384×106 m≈5.21×10−9 radians Δθ=384×106 m2 m≈5.21×10−9 radians
Comparons cela avec le pouvoir....
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