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Méthodes de focométrie

Posté par
EvDavid
15-06-19 à 21:04

Bonsoir,

Dans le cadre de la focométrie, j'ai fais au laboratoires la méthode de l'image à l'infini et de l'objet à l'infini. Sans m'en rendre compte, au lieu d'utiliser un écran vraiment très loin pour récupérer l'image ( le mur du laboratoire par exemple ), j'ai juste placé un écran assez loin ( 2 ou 3 mètres ) de l'objet. Et quand j'ai voulu faire la méthode de Bessel, je me suis rendu compte que les deux positions que j'obtenais avec la méthode de l'image ou de l'objet à l'infini étaient les mêmes.
J'aimerai savoir alors quelle est la différence entre ces deux méthodes. Plus largement j'aimerai savoir quels sont les avantages ou inconvénients des méthodes de focométrie : objet/image à l'infiine, méthode de Bessel, méthode d'auto-collimation et la méthode de Badal. Peut-être que je devais utiliser un écran plus loin encore, mais en fixant cet écran, on serait entrain de réaliser la méthode de Badal.

Je sais que les trois premières méthodes ne sont utiles que pour les lentilles convergentes puisqu'on a pas d'image réelle avec leurs montages. Et que la méthode de Badal peut être utilisée pour une lentille divergente. Je pense que la première méthode n'est pas très exacte mais à comparer avec Bessel qui nécessite deux mesures par exemple, je ne sais pas laquelle est plus exacte.


J'espère que vous pourrez m'aider afin que je puisse savoir quelle méthode utiliser et dans quel contexte.

Posté par
vanoise
re : Méthodes de focométrie 15-06-19 à 22:14

Bonsoir
La focometrie peut être très précise à condition d'utiliser du matériel de qualité. D'abord un bon banc d'optique pour bien centrer objet et lentille afin que celle-ci fonctionne dans les conditions de Gauss. La méthode de l'image à l'infini n'est précise que si l'image  est observée à travers une lunette de visée réglée pour voir à l'infini.
Observer une image réelle sur un écran conduit à une incertitude importante sur sa position. La précision est bien meilleure en remplaçant l'écran par un viseur à frontale fixe. La méthode de Bessel est très précise avec un tel viseur ainsi que la méthode de Badal à condition de disposer d'une lentille étalon de qualité.
Pour une lentille divergente, outre Badal, on peut l'accoler à une lentille très convergente de focale connue et mesurer la focale de la lentille convergente équivalente. La méthode de l'objet à l'infini est précise seulement si l'objet est obtenu avec un collimateur. Je ne vois pas le rapport avec la méthode de Bessel.

Posté par
EvDavid
re : Méthodes de focométrie 16-06-19 à 17:00

Bonjour,

Je vous remercie pour votre réponse. J'ai quelques questions à propos de la lunette de visée et du viseur à frontale fixe.  On m'a toujours dit que si une autre personne, avec une vue différente, souhaitait utiliser une lunette à visée préalablement réglée pour voir à l'infini, elle doit simplement modifier le réglage de l'oculaire et il ne faut pas modifier le réglage de l'objectif. Mais je ne comprends pas pourquoi. En modifiant la distance réticule-oculaire alors l'image intermédiaire obtenue par l'objectif n'est plus dans le plan focal objet de l'oculaire.
Et aussi, je ne comprends pas le principe du viseur à frontale fixe. Il est utilisé pour voir des objets à distance finie et fixe. Mais pour voir nettement cet objet et sans accommoder, il faut que son image par l'objectif se trouve dans le plan focal objet et l'oculaire, pour cela essaie de placer le plan focal image de l'objectif en coincidance avec le plan focal objet de l'oculaire. Mais l'objet en question ne se trouve pas à l'infini pour que son image soit dans le plan focal image de l'objectif. En ajoutant une lentille devant l'objectif je comprends le principe : on essaie de placer l'objet dans le plan focal objet de la lentille, et ce qui donne une image à l'infini et donc on a une image dans le plan focal image de l'objectif.

J'espère que vous pourrez m'aider afin de comprendre l'utilisation de ces instruments et que je puisse mieux m'en servir.

Merci d'avance,

Posté par
vanoise
re : Méthodes de focométrie 16-06-19 à 17:40

Une lunette de visée réglée pour voir à l'infini est composée de trois parties :
1° un objectif équivalent à une lentilles convergente ;
2° un réticule : plaque de verre sur laquelle est gravée une croix très fine dont le centre est sur l'axe optique. Le centre du réticule est confondu avec le foyer image de l'objectif de sorte que l'objet à l'infini donne une image réelle dans le plan du réticule.
3° un oculaire équivalent à une lentille convergente. La distance réticule - oculaire est réglable. L'utilisateur ajuste la distance oculaire réticule pour voir distinctement celui-ci sans fatigue. Ainsi quand il voit distinctement et simultanément l'image de l'objet et le réticule, il peut affirmer que l'objet est à l'infini. La distance oculaire - réticule est égale à la distance focale de l'oculaire pour un œil "normal".

On transforme la lunette de visée à l'infini en un viseur à frontale fixe en accolant à l'objectif une lentille convergente de courte focale f' (souvent 10cm) appelé "bonette". Je te laisse réfléchir pour arriver à la conclusion que l'utilisateur voit distinctement et simultanément  le réticule et l'image de l'objet si l'objet est situé devant la lunette à la distance f' de l'objectif. On obtient ainsi une incertitude type de l'ordre du millimètre sur l'abscisse d'une image alors qu'essayer de placer un écran pour recueillir une image nette comme cela se fait en général dans les laboratoires mal équipés conduit à une incertitude de plusieurs centimètres sur sa position.
Petite question de réflexion : pour une observation sans fatigue, faut-il mieux partir de la distance maximale réticule - oculaire prévue par le constructeur et diminuer progressivement celle-ci jusqu'à une vision nette du réticule ou au contraire, partir de la distance minimale prévue par le constructeur et augmenter progressivement celle-ci jusqu'à une vision nette ? J'ai eu l'occasion de rencontrer pas mal d'étudiants qui, pour avoir négligé cette question, sont sortis de deux heures de TP sur le goniomètre avec un mal de tête certain...

Posté par
EvDavid
re : Méthodes de focométrie 16-06-19 à 18:10

Je vous remercie pour votre réponse.

Si on place l'objet à distance f' de l'objectif, alors la lentille convergente de focale f' rejettera l'image de cet objet à l'infini et tout se passera comme si on avait une lentille à visée réglée pour voir l'infini. Mais je ne comprends pas pourquoi accoler la "bonette" et l'objectif.

Pour la deuxième question je pense qu'il vaut mieux partir de la distance maximale jusqu'à vision nette du réticule. Car plus l'objet est loin et moins on accommode donc je pense qu'on fournit moins d'éfforts que si on commencait avec la distance minimale.

Merci d'avance,

Posté par
vanoise
re : Méthodes de focométrie 17-06-19 à 11:19

Citation :
Mais je ne comprends pas pourquoi accoler la "bonette" et l'objectif.

Tu transforme ainsi ta lunette initialement réglée pour voir à l'infini en un viseur à frontale fixe : l'utilisateur ne peut voir distinctement et simultanément un objet et le réticule que si l'objet est à la distance f' de la bonette. Théoriquement, il n'est pas nécessaire d'accoler la bonette à l'objectif mais cela est beaucoup plus pratique : la bonnette se fixe sur le tube contenant l'objectif : pas de problème de centrage, déplacement simultanée de l'ensemble...


Citation :
je pense qu'il vaut mieux partir de la distance maximale

Oui : ainsi le réticule apparaît au punctum remotum de l'œil : les muscle de l'œil ne travaillent pas : l'œil voit le réticule sans fatigue.
En partant de la distance minimale, le réticule apparaîtrait au punctum proximum de l'œil ; cette position correspond à une contraction maximale des muscles du cristallin ce qui entraîne une fatigue : imagine que tu doives fixer un objet à 15cm de tes yeux pendant deux heures de TP !

Posté par
EvDavid
re : Méthodes de focométrie 17-06-19 à 23:43

Bonsoir,

Merci beaucoup pour vos réponses et vos explications. Je me suis bien appliqué à mettre le réticule à la distance maximale aujourd'hui en TP.

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