Construction graphique de l'image intermédiaire et de l'image définitive d'un objet plan perpendiculaire à l'axe optique, données par une lunette astronomique - Applications des relations de conjugaison
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On peut vérifier ces conclusions grâce aux relations de conjugaison.
L'objet AB est à l'infini, car c'est un astre très éloigné de la Terre ou une montagne à quelques kilomètres. La base de cet astre est A qui sera situé sur l'axe optique principal commun aux deux lentilles.
On applique ensuite à chaque étape les 3 règles de construction de l’image d’un objet à travers une lentille convergente, vues précédemment.
• Etape 1 : l'objectif L1 donne une image A1B1, intermédiaire et renversée de AB, située dans le plan focal image de F ’1 de L1 qui est confondu, dans le cas d’une lunette afocale, avec le foyer objet de L2, F2.
• Etape 2 : A1B1 est alors objet pour l'oculaire L2. Il est situé dans son plan focal objet (lunette afocale). L'image donnée par L2 sera à l'infini c'est-à-dire que les rayons issus de B1 après traversée de la lentille L2, seront parallèles à B1O2.
• Etape 3 : cette image à l'infini devient objet pour l'œil de l'observateur qui n'accommode pas et observe sans fatigue l’image obtenue A’B’ . Elle est agrandie, virtuelle et renversée.
On dit alors que la lunette est afocale, c'est-à-dire que le plan focal image de l’objectif L1, dans lequel l'image intermédiaire de l'astre se forme, contient le foyer image de L1 et le foyer objet de L2 confondus.
L'image
A1B1 peut aussi
se trouver entre F2 et
O2, mais le grossissement sera plus
faible et la lunette ne sera plus afocale.
La lunette de Galilée possède pour
l'oculaire L2 une lentille
divergente et l'image obtenue sera alors
droite.
La construction graphique se base sur les 3 règles de tracé des rayons lumineux pour une lentille convergente, adaptées à l’objectif L1 puis à l’oculaire L2.
La lunette astronomique est formée de deux systèmes optiques :
• l'objectif L1, de grande distance focale, donne une image intermédiaire renversée dans son plan focal image de l'objet éloigné à l'infini ;
• l'oculaire L2, de courte distance focale, joue le rôle de loupe, puisque l’image intermédiaire est aussi dans son plan focal objet pour une lunette afocale, et donne une image à l'infini A’B’ de l'image intermédiaire précédente.
L'œil observe cette image à l’infini, sans accommodation, c'est-à-dire une image renversée et grande par rapport à l’objet.
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