Cours sur la formation d'une image par lunette astronomique

TSpé        Thème 4        Cours

Chapitre 4 : Formation d’images par une lunette astronomique

1. Modèle optique

Une lunette astronomique peut être modélisée par un système de deux lentilles minces convergentes ayant un axe optique commun :

• L’objectif : lentille mince convergente, placée du côté de l’objet observé, caractérisée par un centre optique O1 et une distance focale notée f’1 ;
• L’oculaire : lentille mince convergente, placée du côté de l’œil de l’observateur, caractérisée par un centre optique O2 et une distance focale notée f’2 .

f’2 << f’1

L’image d’un objet réel situé à l’infini se forme dans le plan focal image de l’objectif, cette image va servir d’objet pour l’oculaire et former une 2e image située à l’infini.

Une lunette est afocale lorsque le foyer image F’1 de l’objectif et le foyer objet F2 de l’oculaire sont confondus.

La longueur L de la lunette astronomique afocale est environ égale à la distance séparant les deux

centres optiques des lentilles, 𝐿 ≈

1. Construction graphique

𝑂̅̅̅1̅𝑂̅̅2̅ =  𝑓′1  +  𝑓′2

[pic 1]

1. Caractéristiques des images et rôles des lentilles

• L’objectif joue le rôle de collecteur de lumière et forme l’image intermédiaire. Cette image est réelle, renversée et plus petite que l’objet.
• L’oculaire joue le rôle d’une loupe. L’image définitive est plus grande que l’image

intermédiaire, et droite par rapport à l’image intermédiaire mais renversée par rapport à l’objet initial.

1. Grossissement

Le grossissement G d’une lunette astronomique se définit par la relation suivante :

𝐺 = 𝜃′ = 𝑓′1[pic 2][pic 3]

𝜃        𝑓′2

Le raisonnement pour trouver la 2e relation du grandissement à partir de la 1ère est à savoir refaire.

θ' : angle sous lequel est vue l’image définitive de l’objet formée par la lunette astronomique afocale (en radian)

θ : angle sous lequel est vu l’objet à l’œil nu (en radian) (aussi appelé diamètre apparent)

[pic 4]

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