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[spé physique] le télescope de Newton .

Posté par
lulu83
27-11-06 à 19:29

Bonsoir,

j'ai encore un Dm d'optique a rendre pour la semaine prochaine, et enfet je n'arrive meme pas à comprendre l'ennoncé. Enfin du moins à faire le schéma correspondant ... ce qui ne va pas me faciliter la tache !

ennoncé : Au cours d'une séance de TP, les éléves modélisent un télescope de Newton à l'aide d'un miroir concave de 40 cm de distance focale,d'un petit miroir plan et d'une lentile de 10 cm de distance focale.
Pour simuler un objet à l'infini, ils placent une lentille de 10 cm de distance focale devant la lanterne recouverte d'un calque sur lequel est dessinée une petite fleche de 2.5 mm de hauteur .

voila ^^

c'est surtout la partis en gras que je ne comprend pas . Qu'est ce que le calque ?

merci pour vos reponses

Posté par MoUaHaHaH (invité)kikou 27-11-06 à 19:43

"ils placent une lentille de 10 cm de distance focale devant la lanterne recouverte d'un calque sur lequel est dessinée une petite fleche de 2.5 mm de hauteur ."
bah moi j'pense que c'est une feuille transparente sur laquelle on a dessiné une petite fleche que l'on va observer a l'aide de la lunette non?
en fait je comprends pas ce qui te bloque...

bon courage et renvoie un mess si t'as besoin d'aide

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 27-11-06 à 19:45

merci pour la reponse  

Mais elle est placée ou cette feuille de calque?

Posté par MoUaHaHaH (invité)reuh 27-11-06 à 19:56

bah ecoute moi je pense qu'il faut mettre le calque devant la lanterne qui jouera le role de "l'etoile" observé non?
enfin je pense
bizz

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 27-11-06 à 20:56

oué ok merci , je vais essayer de faire le schema et de le poster sur le forum

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 13:10

bon ben dsl je n'arrive pas a poster le schema...

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 13:18

Bonjour,

Quelle est ta difficulté ? Que ne comprends-tu pas ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 13:21

bonjour,

enfet je n'arrive pas a visualiser le schema, donc c'est difficile de repondre aux questions ...

la lanterne elle est située ou sur le montage ?

merci

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 13:31

Tout à fait à droite (si tu veux...) le miroir du télescope ("miroir principal"), concave, distance focale de 40 cm

A environ 30 cm à gauche du miroir principal le petit miroir plan orienté à 45° par rapport à l'axe optique du miroir principal

Pour regarder ce qui se passe au foyer du miroir principal : la lentille de 10 cm de distance focale, elle va servir d'oculaire

Pour créer une image à l'infini (c'est à peu près là que se trouvent les étoiles, pour un opticien) sur l'axe optique du miroir principal une flèche lumineuse placée au foyer objet d'une autre lentille de 10 cm de distance focale ; donc l'image de cette fléche lumineuse se trouve à l'infini, et c'est ainsi que l'on va pouvoir essayer le télescope.

La lumière se déplace de la gauche vers la droite depuis la flèche, vers la lentille qui en donne un faisceau parallèle (image à l'infini donc rayons parallèles) puis vers le miroir principal. Là la lumière repart vers la gauche, jusqu'au petit miroir à 45°, puis à 90° de l'axe optique (2 fois 45° à cause du petit miroir plan) vers la lentille oculaire.

Est-ce que c'est clair ? Il y a sûrement un schéma de télescope de Newton dans ton cours.

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 13:46

Merci , c'est deja plus clair .
Donc enfet il ya 2 lentille dont une qui se situe sur l'axe optique principal. c'est ca?

a) A quelle distance du calque faut t'il^placer la lentille pour que l'image AB de la fleche soit à l'infini ?

>>>> Donc la on parle de la lentille situé sur l'axe optique principal.

Citation :
Pour créer une image à l'infini (c'est à peu près là que se trouvent les étoiles, pour un opticien) sur l'axe optique du miroir principal une flèche lumineuse placée au foyer objet d'une autre lentille de 10 cm de distance focale ; donc l'image de cette fléche lumineuse se trouve à l'infini, et c'est ainsi que l'on va pouvoir essayer le télescope.


ok ?

merci

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 13:56

C'est cela : la distance entre la flèche lumineuse et la lentille qui se trouve sur l'axe optique est égale à la distance focale de cette lentille : 10 cm
Cet ensemble (lanterne + flèche + lentille) n'a rien à voir avec le télescope, c'est juste un montage pour simuler un objet à l'infini.

La lentille oculaire est en dehors de l'axe optique du grand miroir (sinon avec ta tête tu arrêtes tous les rayons) : sur un télescope de Newton l'oculaire est sur le côté du tube qui porte le miroir principal (qui est au fond du tube) et le petit miroir à 45° se trouve en haut du tube en face de l'oculaire. Pourquoi "petit miroir" : pour la même raison : s'il est grand il arrête tous les rayons lumineux.

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 14:14

ok merci , ca devient de plus en plus clair

b- Sous quel angle voit on cette image qui sert d'objet pour le miroir concave du telescope?


>>>> je trouve : \frac{0.25}{40} = 6,25\times 10-3 rad

c'est bon ou pas ?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 14:22



Pour l'instant tu ne t'occupes pas du télescope. Donc ce 40 cm n'a rien à voir.

Nous sommes toujours dans la simulation d'une étoile (là ce serait plutôt la simulation de la Lune).
La petite flèche est au foyer objet d'une lentille de 100 mm de distance focale.
Un petit dessin.
L'image est à l'infini.
Les rayons qui proviennent de A (point de la flèche sur l'axe optique) sont tous parallèles à l'axe optique.
Les rayons qui proviennent de B (point à 2,5 mm hors de l'axe optique) sont parallèles entre eux et font l'angle que tu cherches avec cet axe optique.
Quel est cet angle ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 14:27

Ok , donc l'angle = \frac{0.25}{10}= 2.5\times 10^-2 rad

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 14:29

euh juste une question, la fleche elle est dirigée vers le bas c'est ca ?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 14:32

angle = 2,5.10-2 radian : d'accord

Le sens de la flèche ? On ne s'y intéresse guère... (mais moi je n'ai pas l'énoncé ...) puisque l'image sera inversée. Si la flèche est vers le bas l'image sera vue avec une flèche vers le haut et inversement.

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 14:38

ok

c- En deduire la position et la dimension de l'image A1B1 donné par le miroir concave.


>>>>> donc la je ne m'occupe toujours pas du miroir plan ?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 14:41

Ne t'occupe pas encore du petit miroir. Donc là tu vas avoir une image réelle sur l'axe optique.

Le petit miroir sera placé entre cette image réelle et le miroir principal et donnera de cette image réelle une image virtuelle. C'est cette image virtuelle qui sera examinée ensuite par l'oculaire.

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 14:43

Je corrige : puisque le miroir plan sera placé avant l'image réelle il en donnera une image réelle qui sera examinée par l'oculaire. Excuse...

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 15:07

je fais : \frac{1}{OA'}-\frac{1}{OA}=\frac{1}{OF'}

<=> \frac{1}{OA'}= \frac{1}{OF'}+\frac{1}{OA} = ...


ais je ne connais pas OA ...

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 15:12



Pour l'instant tu n'es pas encore à travailler avec une lentille mince (si je te suis bien car je n'ai toujours pas l'énoncé ; c'est pratique quand même ; tu postes l'énoncé ; il y a des questions numérotées et on peut t'aider plus facilement).

Un faisceau vient de l'infini, d'un objet de diamètre apparent 2,5.10-2 radian. Quelle est la taille de l'image qu'en donne un miroir convergent de 40 cm de distance focale ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 15:15

j'ai recopié l'ennoncé dans mon premier message .
Tu veux dire que je mette toutes les questions directement ?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 15:18

L'énoncé du premier message il y a longtemps qu'il est traité. Je ne suis pas sûr de savoir quelle question tu te poses. C'est dangereux de t'aider ainsi. Pour toi comme pour moi.

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 15:29

ok , donc j'ai posté les 3 1ere questions , je postes les suivantes :

d- le miroir plan est placé entre le miroir  concave et son foyer F1', à 10 cm du foyer. Sur un schema à l'echelle 1/4, représenter les 2 miroirs, l'image A1B1 et l'image A2B2 donné par le miroi plan .(le miroir concave a 5cm de diametre.)

e- à quelle distance de l'axe du telescope faut il placer la lentille simulant l'oculaire pour obtenir un telescope afocal ?

f- Tracer sur le schema précedent l'image A'B' donnée par l'oculaire.

g- Calculer l'angle alpha' sous lequel est vue cette image et en deduire le grossissement du telescope.

h- verifier que G = \frac{f obj}{f ocu}

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 15:32

Merci !
Quelle question traites-tu ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 15:35

je bloque sur la c ...

parce que je ne sais pas ou placer le foyer pour tracer l'image

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 15:41

Si je comprends bien, pour la question c on n'a pas encore interposé le petit miroir (on le fera à la question d) ; donc le foyer image est à 40 cm du sommet du miroir concave et sur l'axe optique. C'est aussi là que se trouve, pour l'instant l'image donnée par le miroir principal de la petite flèche puisque les rayons qu'elle envoie semblent provenir de l'infini.

Quand on aura interposé le petit miroir à 10 cm avant ce foyer (donc la position du petit miroir sera à 30 cm du miroir principal) alors le foyer (et donc aussi l'image de la petite flèche) sera sur une perpendiculaire à l'axe optique à 10 cm de cet axe.

Tu n'as pas trouvé un schéma d'un télescope de Newton dans ton livre ?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 15:52

Tiens voilà un schéma sans prétention pour mieux se comprendre :

[spé physique] le télescope de Newton .

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 15:54

si j'ai des schemas dans mon livre , mais il nous montre seulement comment construire l'image à partir du miroir plan ...

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 16:02

a je viens de comprendre !

enfet depuis tout à l'heure j'essaye de construire l'image de la fleche par le miroir principal...

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 16:03

donc connaissant f1 et l'angle alpha , je peux determiner la position de A1B1 c'est ca?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 16:05

S : le sommet du miroir principal, miroir concave et convergent
FS : l'axe optique de ce miroir
F : le foyer de ce miroir ; [FS] = 40 cm
M1M2 : le petit miroir placé à 10 cm du foyer F
F' : la nouvelle position du foyer du miroir principal
O : le centre optique de la lentille oculaire L1L2

D'accord ?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 16:09

Citation :
donc connaissant f1 et l'angle alpha , je peux determiner la position de A1B1 c'est ca?

Pas tout à fait :

1) Sachant que l'objet est à l'infini, tu peux déterminer la position de l'image : au foyer du miroir principal (F s'il n'y avait pas le petit miroir, F' à cause du petit miroir)

2) Sachant que la distance focale SF est 40 cm et que l'angle sous lequel la flèche est vue est = 2,5.10-2 rad tu peux déterminer par le calcul la dimension de l'image de la flèche par le miroir principal.

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 16:19

L'objet AB étant situé à l'infini , son image A1B1 se trouve dans le plan focal image du miroir.
>>> c'est bon pour la position ?

pour la dimension, j'ai toutes les données , mais je bloque quand meme ...

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 16:33

Oui c'est ça pour la position

La dimension : un dessin !

Pour A c'est facile : si A est la direction de l'objet parallèle à l'axe optique alors son image A1 est au foyer image (F puis F')

Pour B : B est la direction (tu te souviens que l'objet est à l'infini ; donc tous les rayons provenant de B sont parallèles : c'est une "direction") qui fait un angle de 2,5.10-2 rad avec l'axe optique. Où est son image B1 (elle est légèrement hors de l'axe optique, près de A1). Considère par exemple le rayon provenant de B et qui frappe le miroir principal en S, il se réfléchit symétriquement au rayon incident par rapport à l'axe optique...

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 16:38

oui , ok j'ai le dessin sous les yeux mais je n'arrive pas à faire le lien entre alpha et SF

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 16:45

[A1B1] = [SF] . = 400 . 2,5.10-2 = 10 mm

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 17:01

ok merci

bon pour la question d) ca va n mais je n'ai rien compris à la e).

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 17:11

Je pense que tu as ouvert ton cours...

Impossible de comprendre la question e) si l'on ne sait pas ce qu'est un système afocal :
définition : "un système centré est dit afocal s'il donne d'un objet à l'infini une image à l'infini"

L'objet est à l'infini (c'est le système lanterne + flèche + lentille).
L'image intermédiaire était en A1B1 avant l'interposition du petit miroir, elle est en A2B2 après cette interposition. Où placer la lentille oculaire pour que l'image de A2B2 soit à l'infini ? (mon dessin n'est pas si mal fait...)

Quand tu auras trouvé (c'est le cours sur les lentilles minces ; va voir du côté de la loupe car l'oculaire n'est rien d'autre que la loupe avec laquelle on regarde l'image intermédiaire) tu pourras nommer ' l'angle sous lequel cette image finale est vu (toujours le cours sur la loupe) et tu en déduiras le grossissement (rapport des angles ' / ). Il restera à faire la division de 40 cm par 10 cm (surhumain )

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 18:06

pour que l'image de A2B2 soit à l'infini , on place l'oculaire de tel sorte que FM = F'O .

c'est ca ?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 18:08

Oui c'est cela mais pourrais-tu dire pourquoi en quelques mots ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 18:20

non c'est faux ce que j'ai dis , sur les schema de mon livre FM n'est pas égale à  F'O . C'est FM = MF' plutot non?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 18:24

[FM] = [MF'] si on appelle M le point du miroir sur l'axe optique, ça c'est une propriété du miroir plan.

Ce n'est pas du tout ce que l'on cherche. On sait que l'image A2B2 est en F' et la question est : "Où faut-il placer la lentille, donc le centre optique O, pour que l'image donnée par cette lentille de A2B2 soit à l'infini ?"

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 18:29

si c'est de telle sorte que FM = F'O , je ne sais pas dire pourquoi .

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 18:32

Avec une loupe, où faut-il placer l'objet pour que son image soit à l'infini ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 18:34

l'objet doit se situer sur le plan focal image

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 18:40

L'objet doit se situer dans le plan focal objet

Quelle est la distance de O au plan focal objet de la lentille oculaire...
Donc quelle est la distance de O à l'axe optique [OM] (M sur l'axe optique FS) ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 18:45

distance de O au plan focal objet de la lentille oculaire = 10 cm
[OM] = 10+10 = 20 cm

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 18:57



Et tu as presque trouvé tout seul...

Pour la question f ma feuille de papier n'est pas assez grande donc il faut encore indiquer les directions de A' et B'

Ce qui conduit directement à l'angle ' (angle entre les directions OA' et OB' par exemple) et donc au grossissement

Posté par
lulu83
re : [spé physique] le télescope de Newton . 29-11-06 à 19:11

Citation :
Et tu as presque trouvé tout seul...


c'était ironique ?

A' est dans le prolongement de l'axe optique de l'oculaire
et puis B' , ben c'est assez compliqué de dire sa position

et pour les dernieres questions, je pense savoir comment faire , donc je posterai les resultat des que je les ai trouvé

merci a toi coll

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