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Quelques questions d'optique ..

Posté par
la-fee-chloette
12-02-07 à 13:16

Bonjour !

J'ai réalisé une TPE sur l'optique et le télescope spatial Hubble. Cependant je m'interroge encore sur quelques points !

. Dans une lunette astronomique, pourquoi est il nécessaire d'avoir une grande distance focale pour voir les objets les plus loins ? Est ce un problème de grossissement ?

. Toujours dans un système optique comme une lunette, une image se forme t'elle au foyer image F' ? ou en A' image ?
Où est alors précisément le plan focal ? Perpendiculairement à F' ou à A' sur l'axe optique ?
Et pour obtenir une image nette, où faut il placer un écran ?

. Dans le cas de Hubble qui est un télescope Cassegrain, le miroir primaire est concave et le miroir secondaire convexe. Cependant je ne comprends pas comment ce 2nd miroir convexe peut renvoyer la lumière sans la diffuser partout !

Voila, si vous pouviez répondre à mes questions ou au moins en partie !

Bonnes vacances =)

Chloé

Posté par
Coll Moderateur
re : Quelques questions d'optique .. 12-02-07 à 15:36

Bonjour,

Dans une lunette ou un télescope (ce n'est pas la même chose) il peut être intéressant d'avoir une longue distance focale pour atteindre de forts grossissements. Mais ceci ne permet pas de "voir les objets les plus loins". Ceci permet de voir plus de détails sur les objets (relativement) proches comme le Soleil, la Lune et les planètes. Quant aux étoiles, elles sont si "loins" que même avec les plus forts grossissements elles apparaissent toujours comme un "point". Pour voir "très loin" il faut savoir collecter les quelques photons qui nous parviennent et pour cela avoir de grands diamètres des lentilles objectifs pour les lunettes (c'est fini... on ne fait plus) ou des miroirs pour les télescopes.

Oui, la première image se forme (ou se formerait s'il n'y avait pas le petit miroir, miroir plan pour un télescope de Newton et miroir hyperbolique pour un télescope de Cassegrain) au foyer image ; en effet on peut considérer, par rapport aux distances focales, que tout objet astronomique est à "l'infini".

Le petit miroir convexe ne diffuse pas partout. Sa distance focale est adaptée à celle du miroir prinicipal et il forme une image qui se trouve à la sortie du télescope derrière le miroir principal. L'avantage est la position beaucoup plus commode de l'observateur (comme avec une lunette) et une distance focale très longue pour un encombrement assez réduit.

Posté par
la-fee-chloette
re : Quelques questions d'optique .. 13-02-07 à 10:19

D'accord, merci j'ai compris tout ça.

Mais en quelques mots, quelles sont les propriétés des miroirs convexes ?
Leur forme est bien celle d'une sphère ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Quelques questions d'optique .. 13-02-07 à 11:10

Bonjour,

La forme pourrait être celle d'une calotte sphérique ; ce n'est pas tout à fait le cas ici mais c'en est très proche (le miroir principal concave est proche d'une sphère mais est en fait un miroir parabolique et le miroir secondaire est lui aussi proche d'une sphère mais est en fait un miroir hyperbolique ; tout ceci permet de corriger des aberrations et d'avoir ainsi de meilleures images).

Le miroir convexe : il va recevoir des rayons convergents en provenance du miroir principal mais il va arrêter ces rayons avant qu'ils aient pu former une image. Donc ces rayons définissent pour le miroir convexe un objet virtuel. Le miroir convexe va donner de cet objet virtuel une image réelle agrandie (par rapport à l'objet virtuel) ; ce qui revient à augmenter encore la distance focale et les possibilités de l'instrument.

L'idéal serait un dessin. Je vais essayer...

Posté par
Coll Moderateur
re : Quelques questions d'optique .. 13-02-07 à 11:32

Le rayon I I1 provient du miroir principal. Il est arrêté en I1 par le miroir convexe. S'il n'avait pas été arrêté il aurait formé l'image en AB. Il serait passé par le foyer F aussi est-il réfléchi par le miroir selon un rayon parallèle l'axe optique : le rayon I1 B'

Le rayon B' I2 provient lui aussi du miroir principal. Sans le miroir convexe il serait passé par B (pour former l'image) et aussi par le centre C du miroir convexe. Il est réfléchi par le miroir selon le trajet inverse du trajet aller donc selon le rayon I2 B'

Tu vois que l'image qu'aurait formé le miroir principal est la petite image AB qui se comporte comme un objet virtuel pour le miroir convexe qui en donne une image réelle A'B' bien agrandie.



Quelques questions d\'optique ..



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