Lunette astronomique

« Chapitre 710 Lunette astronomique I.

Révisions sur les lentilles convergentes 1.

Eléments caractéristiques d’une lentille convergente Axe optique f‘ Centre optique (noté O) : situé au centre de la lentille. Axe optique : axe passant par le centre optique et perpendiculaire à la lentille. → orienté dans le sens de propagation de la lumière. Foyer image (noté F’) = point sur l’axe optique où converge la lumière lorsque la lentille est traversée par un faisceau de rayons parallèles à son axe optique. Foyer objet (noté F) = point sur l’axe optique symétrique sur l’axe optique de F’ par rapport à O, des rayons incidents issus de F émergent de la lentille parallèlement à l’axe optique. Distance focale (noté f’) = distance OF’ entre la lentille et le foyer image. 2.

Notion de vergence Le pouvoir optique d’une lentille est caractérisé par sa distance focale : f ’ = OF’ On appelle Vergence d’une lentille (notée C) la valeur : 𝑪= 𝟏 𝒇′ L’unité de la vergence est la dioptrie notée δ → f’ est en mètres. 3.

Repère d’étude La position des points objet et image nécessite de définir un repère d’étude. Origine : le centre optique O Axe des abscisses : suivant l’axe optique (orienté dans le sens de la propagation de la lumière.) Axe des ordonnées : suivant la lentille (orienté vers le haut) Les longueurs sont exprimées sous forme algébrique (avec un signe + ou -) 4.

Relation de conjugaison Un objet et son image sont dit conjugués. Il existe une relation entre eux appelée relation de conjugaison : 𝟏 𝟏 𝟏 − = ̅̅̅̅̅ 𝑶𝑨 ̅̅̅̅̅ 𝑶𝑨′ ̅̅̅̅ 𝑶𝑭′ ̅̅̅̅̅ 𝑂𝐴′ la valeur algébrique de la distance lentille-image (en m) ̅̅̅̅ la valeur algébrique de la distance lentille-objet (en m) 𝑂𝐴 ̅̅̅̅̅ 𝑂𝐹′ la valeur algébrique de la distance focale (en m) 5.

Grandissement Le grandissement (γ) caractérise la taille et le sens de l’image. ̅̅̅̅̅ 𝑶𝑨′ ̅̅̅̅̅̅ 𝑨′𝑩′ 𝜸= = ̅̅̅̅ ̅̅̅̅ 𝑶𝑨 𝑨𝑩 (γ est sans unité) Toutes les valeurs algébriques sont en mètre. image virtuelle image réelle 0 image virtuelle (objet et image de même sens) |𝜸|> 1 image plus grande que l’objet |𝜸|< 1 image plus petite que l’objet II.

Constitution d’une lunette astronomique Une lunette astronomique est formée de deux systèmes convergents alignés sur le même axe optique : • l’objectif est une lentille convergente, noté L1, de grande distance focale et tourné vers le ciel, qui donne d’un objet très éloigné une image dans son plan focal image (plan perpendiculaire à l’axe optique et passant par le foyer image) • l’oculaire est une lentille convergente, noté L2, de courte distance focale et placé près de l’œil de l’observateur.

L’oculaire se comportant comme une loupe, il donne de l’image intermédiaire une image définitive observée par l’œil. Principe d’une lunette astronomique afocale Modélisation d’une lunette astronomique afocale Le foyer image 𝐹1′ de l’objectif et le foyer objet 𝐹2′ de l’oculaire sont confondus.

La lunette est dite afocale : l’image d’un objet situé à l’infini se situe également à l’infini, permettant une observation sans fatigue (l’œil de l’observateur n’accommode pas). Une lunette astronomique est caractérisée par trois nombres : • le diamètre de l’objectif exprimé en mm (plus le diamètre de l’objectif est grand, plus la lunette collectera de lumière favorisant ainsi la qualité de l’observation), • la distance focale de l’objectif exprimée en mm, • la distance focale de (ou des).... »