Rédacteurs C.DibarboureLycée Raymond Naves 31 000 Toulouse

J.MourlhouLycée Toulouse-Lautrec31 000 Toulouse

Photo de la lunette astronomique de l’observatoire de Nice

ObjectifOculaire

Une lunette astronomique est constituée :Par un objectif : lentille convergente de grand diamètre (permettant de collecter un maximum de lumière) et de grande distance focale (de l’ordre du mètre)

Positionnement du système optique

Par un oculaire : système optique assimilable à une lentille convergente de courte distance focale (de l’ordre du centimètre)

Principe d’une lunette afocale

F’obj

= Foc

ObjectifOculaire

Dans le cas d’une lunette afocale le foyer image de la lentille objectif et le foyer objet de la lentille oculaire sont confondus

Ainsi un objet à l’infini donne une image à l’infini qui peut donc être observée sans accommoder

F’obj

= Foc

ObjectifOculaire

F’ocul

Observation d’un objet situé à l’infini,de diamètre apparent α

Foyer secondaire

Diamètre apparent de

l’image

α α’

L’image définitive est rejetée à l’infini avec un diamètre apparent ’

Définition du grossissement G = α’ / α

F’obj

= Foc

ObjectifOculaire

F’ocα α’

A1

B1

A1B1 image intermédiaire

α’αf’obj f’oc

≈ tan = A1B1 / f’obj

‘≈ tan ‘ = A1B1 / f’oc

Expression de G = α’ / α = f’obj / f’oc

Optimisation du grossissement

Caractéristiques :

« Lunette de diamètre 60 mm et focale 700 mm avec monture azimutale équipée d’un mouvement micrométrique lent en ascension droite. Renvoi coudé, filtre lunaire, pied aluminium. Livré avec 3 oculaires H 6 mm, H 12,5 mm, H 20 mm ; Grossissement : 35 x, 56 x, 116 x  » Expression de G = α’ / α = f’obj / f’oc

Calcul des grossissements de la lunette présentée :G = 700/6 = 116

G = 700/12,5 = 56G = 700/20 = 35

Le grossissement est d’autant plus grand que l’oculaire a une petite distance focale.

F’obj

= Foc

ObjectifOculaire

F’oc

Définition du cercle oculaire

Section commune aux deux faisceaux : cercle oculaire

F’obj

= Foc

ObjectifOculaire

F’oc

Section commune aux deux faisceaux : cercle oculaire

Définition du cercle oculaireC’est l’image de la monture de l’objectif à travers

l’oculaireC’est la zone la plus lumineuse, celle où il faut placer son œil

F’obj

= Foc

ObjectifOculaire (1)

F’oc

Cercle oculaire (1)

Changement d’oculaire

α’(1)

A1

B1

Oculaire (2)

α’(2)

Avec un oculaire de focale plus courte le grossissement est plus grand (G = f’obj/f’oc)

Cercle oculaire (2)

Le cercle oculaire est plus étroit (et très proche du foyer image de l’oculaire)

Exemple avec un oculaire de focale deux fois plus courte

ConclusionUne lunette astronomique est afocale :

Les foyers image de l’objectif et objet de l’oculaire sont confondus : F’obj =

Foc

Le grossissement G = α’/ α = f’obj / f’oc

Il est d’autant plus grand que la focale de l’oculaire est petite.

Le cercle oculaire est l’image de l’objectif à travers la lentille oculaire c’est la section commune à tous les rayons entrant

dans l’objectif.Pour une observation optimale, il faut placer l’œil sur le cercle oculaire :

l’œil reçoit ainsi tous les rayons entrant dans l’objectif. L’image est alors très lumineuse.

Le cercle oculaire doit être de la même taille que la pupille de l’œil ; ce qui est possible avec une focale de l’oculaire petite.

Le cercle oculaire est alors très près de l’oculaire ce qui facilite le bon positionnement de l’œil .

Un objet situé à l’infini a son image à l’infini.Il est ainsi vu sans accommoder.