Description et modélisation du télescope de Newton - Maxicours

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Description et modélisation du télescope de Newton

Objectifs : Newton eut l’idée, à partir de sa lunette astronomique, de placer à la place de l’objectif un miroir sphérique ou parabolique convergent.
Puis en utilisant un second miroir, mais cette fois plan, il a pu renvoyer la lumière vers l’oculaire pour une observation plus aisée : Le télescope de Newton était né.

1. Description du télescope de Newton

Le télescope de Newton est constitué d'un tube comportant deux systèmes optiques convergents, ayant des axes optiques perpendiculaires et un miroir plan réfléchissant :

• l'objectif, qui reçoit la lumière de l'astre (objet à l’infini), est ici un miroir sphérique concave de grande distance focale f1' (de l’ordre du mètre) et de grande taille qui sera appelé miroir primaire ou principal du télescope ;

• un miroir plan incliné à 45° par rapport à l’axe du miroir primaire qui réfléchi la lumière vers l’oculaire. On l’appelle miroir secondaire ;

• l'oculaire L2, où l'on applique l'œil, c'est-à-dire une lentille convergente de distance focale f2'. L’oculaire joue le rôle d’une loupe.

2. Modélisation du télescope de Newton

Le modèle du télescope de Newton comprend deux systèmes convergents, qui possèdent des axes optiques perpendiculaires entre eux : le miroir primaire convergent et la lentille convergente.
Entre ces deux éléments, à l’intersection de leurs axes optiques, se trouve le miroir plan secondaire réfléchissant.


On se limitera à l’étude du télescope afocal, c'est-à-dire qu’il donne d’un objet à l’infini, une image à l’infini.

L'astre à observer est très éloigné de l'objectif, on dit que l’objet AB (planète, étoile, etc.) est à l'infini donc ses rayons lumineux arrivent tous parallèles entre eux sur le miroir convergent.

Pour que l'œil de l'observateur n'ait pas à accommoder, à la sortie de l'oculaire, les rayons devront être parallèles entre eux. C'est-à-dire comme si l'œil observait un objet à l'infini.

L’essentiel

Le télescope de Newton est formé de trois systèmes optiques :
• l'objectif, un miroir sphérique concave de grande taille et de grande distance focale f1' (de l’ordre du mètre) qui sera appelé miroir primaire du télescope ;
• un miroir plan incliné à 45° par rapport à l’axe du miroir primaire qui réfléchit la lumière vers l’oculaire : on l’appelle miroir secondaire ;
• l'oculaire L2, de courte distance focale, joue le rôle de loupe et donne une image à l'infini.

Les axes de l’objectif et de l’oculaire sont perpendiculaires et leur intersection est le centre du miroir plan.

Le télescope de Newton est dit afocal lorsque, d’un objet à l’infini, on obtient une image à l’infini.

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