Images formées par une lunette astronomique - Maxicours

01 49 08 38 00 - appel gratuit de 9h à 18h (hors week-end)

Images formées par une lunette astronomique

Objectif : Le télescope qui « permet de voir au loin » aurait été inventé par des opticiens hollandais vers 1600. Galilée améliore les lunettes de vue et publie en 1610 un ouvrage intitulé « le messager céleste » dans lequel il expose ses premières découvertes (confirmation de la théorie héliocentrique, surface de la Lune…) : la lunette de Galilée est en fait la fameuse "longue-vue" des marins.

Les astronomes utilisent couramment le télescope mais aussi la lunette astronomique pour l'observation des objets éloignés, comme les étoiles, planètes ou comètes…, mais contrairement à la lunette de Galilée, l'image en sera inversée.

Quels sont les éléments constituant la lunette astronomique ?
Comment fonctionne-t-elle ?
Quel est le grossissement obtenu ?

1. Description de la lunette  astronomique
La lunette astronomique est constituée d'un tube comportant deux systèmes optiques convergents, ayant des axes optiques confondus :

• l'objectif L1, qui reçoit la lumière de l'astre, c'est-à-dire une lentille convergente de grande distance focale f1'.
• l'oculaire L2, où l'on applique l'œil, c'est-à-dire une lentille convergente de courte distance focale f2'.

L'astre à observer est très éloigné de l'objectif, on dit qu'il est à l'infini donc ses rayons lumineux arrivent tous parallèles entre eux sur L1.

Si l'on veut que l'œil de l'observateur n'accommode pas, c'est-à-dire que l'image observée à travers l'oculaire se forme directement sur la rétine, alors les rayons issus de L2 (oculaire) devront être parallèles entre eux, c'est-à-dire comme si l'œil observait un objet à l'infini.
2. Formation de l'image d'un objet lointain par une lunette astronomique


L'objet A0B0 est à l'infini, il s'agit d'un astre très éloigné de la Terre ou d'une montagne située à quelques kilomètres.
La base de cet objet est A0 qui sera situé sur l'axe optique principal des deux lentilles.

• Etape 1 :
L'objectif L1 donne une image A1B1 intermédiaire et renversée de A0B0, située dans le plan focal image P de L1.

• Etape 2 :
A1B1 est alors objet pour l'oculaire L2 et s'il est situé dans son plan focal objet, 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.

On dit alors que la lunette est afocale, c'est-à-dire que le plan P contient le foyer image de L1 et le foyer objet de L2 dans lequel l'image intermédiaire de l'astre se forme.

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.

3. Grossissement d'une lunette astronomique



Application :

Les lunettes astronomiques d'amateur possèdent un objectif dont la distance focale est de 1 m et un oculaire dont la distance focale est de 1 cm environ.
Quel est le grossissement obtenu ?

G = 100, l'objet est vu 100 fois plus grand qu'il n'est.
Les lunettes astronomiques d'observatoire possèdent un grossissement de l'ordre de 400 et mesurent environ 16 à 19 m de long.

L’essentiel

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 et donne une image à l'infini de l'image intermédiaire.

L'œil observe cette image à l'infini , c'est-à-dire une image renversée et grossie G fois tel que G = f1' / f2.

 

Découvrez
Maxicours

Des profs en ligne

Géographie

Des profs en ligne

  • 6j/7 de 17h à 20h
  • Par chat, audio, vidéo
  • Sur les 10 matières principales

Des ressources riches

  • Fiches, vidéos de cours
  • Exercices & corrigés
  • Modules de révisions Bac et Brevet

Des outils ludiques

  • Coach virtuel
  • Quiz interactifs
  • Planning de révision

Des tableaux de bord

  • Suivi de la progression
  • Score d’assiduité
  • Une interface Parents