QCM : La lunette astronomique — 15 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle est la fonction principale de l’objectif dans une lunette astronomique ?

Redresser l’image observée et la projeter sur un écran placé derrière l’oculaire
Recueillir la lumière lointaine et former une image intermédiaire réelle et renversée
Grossir l’image intermédiaire et former une image finale virtuelle pour l’œil
Faire converger les rayons émergents afin de produire une image finale réelle

Recueillir la lumière lointaine et former une image intermédiaire réelle et renversée

Explication

L’objectif, placé du côté de l’objet, recueille la lumière et forme une image intermédiaire réelle et renversée. L’oculaire, et non l’objectif, joue ensuite le rôle de loupe pour fournir l’image finale virtuelle.

2. Quel rôle l’oculaire joue-t-il dans une lunette astronomique ?

Il agit comme une loupe et donne une image finale virtuelle de l’image intermédiaire
Il recueille la lumière de l’objet éloigné et forme une image intermédiaire réelle
Il projette l’image finale sur un écran situé à distance finie de l’instrument
Il redresse l’image intermédiaire afin de la rendre droite par rapport à l’objet observé

Il agit comme une loupe et donne une image finale virtuelle de l’image intermédiaire

Explication

L’oculaire est une lentille convergente située du côté de l’œil ; il grossit l’image intermédiaire comme une loupe et forme une image finale virtuelle. La formation de l’image intermédiaire réelle revient à l’objectif.

3. Quelle propriété caractérise une lunette afocale lorsqu’elle observe un objet situé à l’infini ?

Elle forme une image finale virtuelle à distance finie et fait ressortir les rayons divergents
Elle forme une image finale virtuelle à l’infini et fait ressortir les rayons parallèlement
Elle forme une image finale réelle à distance finie et fait ressortir les rayons convergents
Elle forme une image finale réelle à l’infini et fait ressortir les rayons parallèlement

Elle forme une image finale virtuelle à l’infini et fait ressortir les rayons parallèlement

Explication

Dans une lunette afocale, un objet à l’infini donne une image finale virtuelle située à l’infini, et les rayons parallèles entrants ressortent parallèlement. Une image finale à distance finie correspondrait à une autre configuration optique.

4. Une lunette afocale possède un objectif de distance focale image f1′f'_1 et un oculaire de distance focale image f2′f'_2. Quelle relation doit vérifier la distance entre leurs centres optiques ?

O1O2=f1′×f2′O_1O_2=f'_1\times f'_2
O1O2=f1′+f2′O_1O_2=f'_1+f'_2
O1O2=f1′f2′O_1O_2=\frac{f'_1}{f'_2}
O1O2=f1′−f2′O_1O_2=f'_1-f'_2

$$O_1O_2=f'_1+f'_2$$

Explication

La condition afocale impose que la distance entre les centres optiques soit la somme des deux distances focales image, soit O1O2=f1′+f2′O_1O_2=f'_1+f'_2. Une différence, un produit ou un quotient ne décrit pas l’écartement requis.

5. Dans quel agencement l’image finale d’une lunette afocale est-elle formée à l’infini ?

L’oculaire forme une image intermédiaire renversée dans son plan focal objet, avant l’action de l’objectif
L’oculaire forme une image réelle dans son plan focal image, qui coïncide avec le plan focal objet de l’objectif
L’objectif forme une image virtuelle dans son plan focal objet, qui coïncide avec le plan focal image de l’oculaire
L’objectif forme une image réelle dans son plan focal image, qui coïncide avec le plan focal objet de l’oculaire

L’objectif forme une image réelle dans son plan focal image, qui coïncide avec le plan focal objet de l’oculaire

Explication

L’objectif produit d’abord une image intermédiaire réelle et renversée dans son plan focal image ; ce plan est placé sur le plan focal objet de l’oculaire, qui fournit alors une image finale virtuelle à l’infini. Les autres agencements inversent les rôles ou la nature des images.

6. Comment l’image finale se compare-t-elle à l’image intermédiaire et à l’objet initial dans une lunette astronomique ?

Elle est droite par rapport aux deux et conserve l’orientation de l’objet initial
Elle est renversée par rapport aux deux et inverse deux fois l’orientation observée
Elle est renversée par rapport à l’image intermédiaire et droite par rapport à l’objet initial
Elle est droite par rapport à l’image intermédiaire et renversée par rapport à l’objet initial

Elle est droite par rapport à l’image intermédiaire et renversée par rapport à l’objet initial

Explication

L’oculaire renverse l’image intermédiaire, de sorte que l’image finale est droite par rapport à celle-ci. Comme l’objectif avait déjà renversé l’image par rapport à l’objet, l’image finale reste renversée par rapport à l’objet initial.

7. Que compare le grossissement GG d’un système optique ?

Le diamètre réel de l’image au diamètre réel de l’objet
Le diamètre apparent avec l’instrument au diamètre apparent à l’œil nu
La quantité de lumière reçue avec celle collectée par l’objectif
La distance focale de l’objectif à celle de l’oculaire

Le diamètre apparent avec l’instrument au diamètre apparent à l’œil nu

Explication

Le grossissement compare l’angle apparent sous lequel l’objet est vu avec l’instrument à celui sous lequel il est vu à l’œil nu. Il ne compare donc pas les dimensions réelles de l’image et de l’objet.

8. Une lunette afocale possède un objectif de distance focale 900 mm900\,\mathrm{mm} et un oculaire de distance focale 20 mm20\,\mathrm{mm}. Quel est son grossissement ?

880880 fois
0,0220{,}022 fois
920920 fois
4545 fois

$$45$$ fois

Explication

Pour une lunette afocale, le grossissement vaut G=fobjectif′foculaire′=90020=45G=\frac{f'_{\mathrm{objectif}}}{f'_{\mathrm{oculaire}}}=\frac{900}{20}=45. La différence ou la somme des distances focales ne donne pas le grossissement angulaire.

9. Que signifie un grossissement supérieur à 11 pour une lunette astronomique ?

L’image recueille davantage de lumière que l’objectif n’en reçoit
L’objet est vu sous un angle apparent plus grand qu’à l’œil nu
La distance focale de l’oculaire dépasse celle de l’objectif
L’objet réel possède des dimensions plus grandes après observation

L’objet est vu sous un angle apparent plus grand qu’à l’œil nu

Explication

Lorsque le grossissement est supérieur à 11, l’angle apparent d’observation augmente par rapport à l’observation à l’œil nu. Cela ne modifie pas les dimensions réelles de l’objet observé.

10. Quel paramètre détermine principalement la quantité de lumière collectée et la capacité à distinguer les détails d’une lunette ?

La distance focale de l’oculaire
La distance entre l’œil et l’oculaire
Le diamètre de l’objectif
Le rapport des distances focales

Le diamètre de l’objectif

Explication

Le diamètre de l’objectif agit principalement sur la lumière collectée et la séparation des détails observables. Les distances focales de l’objectif et de l’oculaire déterminent plutôt le grossissement.

11. Dans quel ordre faut-il choisir les oculaires pour régler progressivement une lunette ?

Commencer par la plus grande distance focale, puis la réduire
Commencer par la plus courte distance focale, puis l’augmenter
Commencer par l’oculaire le plus lumineux, puis changer d’objectif
Commencer par le plus grand diamètre, puis réduire ce diamètre

Commencer par la plus grande distance focale, puis la réduire

Explication

La plus grande distance focale de l’oculaire fournit le plus faible grossissement, ce qui permet de commencer l’observation plus facilement. On peut ensuite employer des focales plus courtes pour augmenter progressivement le grossissement.

12. Qu’est-ce que le cercle oculaire d’une lunette ?

L’image de l’oculaire formée par l’objectif
La lentille qui collecte directement la lumière incidente
Le disque matériel placé devant la lentille objective
L’image de l’objectif formée par l’oculaire

L’image de l’objectif formée par l’oculaire

Explication

Le cercle oculaire est l’image de l’objectif produite par l’oculaire, et les rayons émergents traversent cette zone. L’objectif est, quant à lui, la lentille qui recueille directement la lumière.

13. Comment placer l’œil pour recevoir le maximum de lumière et observer l’ensemble du champ d’une lunette ?

Aligner la pupille sur le bord du cercle oculaire côté objectif
Faire coïncider la pupille avec le cercle oculaire derrière l’oculaire
Placer la pupille au contact de la lentille objective devant la lunette
Éloigner la pupille du cercle oculaire afin d’élargir le faisceau

Faire coïncider la pupille avec le cercle oculaire derrière l’oculaire

Explication

La pupille doit coïncider avec le cercle oculaire, situé derrière l’oculaire du côté de l’œil, afin de recevoir les rayons lumineux émergents. Un décalage par rapport à cette position réduit la lumière reçue ou le champ observé.

14. Une lunette afocale possède un objectif de diamètre D=40 mmD=40\,\text{mm} et un grossissement G=8G=8. Quel est le diamètre dd du cercle oculaire ?

8 mm8\,\text{mm}
32 mm32\,\text{mm}
48 mm48\,\text{mm}
5 mm5\,\text{mm}

$$5\,\text{mm}$$

Explication

Pour une lunette afocale, le diamètre du cercle oculaire est donné par d=DGd=\frac{D}{G}, donc d=408=5 mmd=\frac{40}{8}=5\,\text{mm}. Confondre dd avec DD conduirait à retenir le diamètre de l’objectif plutôt que celui du cercle oculaire.

15. Dans le calcul géométrique du cercle oculaire, quelle relation entre les triangles semblables découle de l’égalité des angles ?

Df1′=df1′+f2′\frac{D}{f'_1}=\frac{d}{f'_1+f'_2}
D/2d/2=f2′f1′+f2′\frac{D/2}{d/2}=\frac{f'_2}{f'_1+f'_2}
D/2f2′=d/2f1′\frac{D/2}{f'_2}=\frac{d/2}{f'_1}
D/2f1′=d/2f2′\frac{D/2}{f'_1}=\frac{d/2}{f'_2}

$$\frac{D/2}{f'_1}=\frac{d/2}{f'_2}$$

Explication

L’égalité des angles dans les triangles semblables donne D/2f1′=d/2f2′\frac{D/2}{f'_1}=\frac{d/2}{f'_2}. La relation qui intervertit les focales associe chaque diamètre à la mauvaise distance focale et ne décrit donc pas la construction géométrique considérée.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 31 flashcards sur La lunette astronomique.

En quelle année Galilée perfectionne-t-il la lunette ?

En 1609.

Que propose Kepler en 1611 concernant la lunette ?

Une configuration optique avec deux lentilles convergentes.

Comment s'appelle la lentille convergente côté objet dans une lunette ?

L'objectif.

Voir les flashcards →

Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur La lunette astronomique.

Voir la fiche →

Cours similaires

Calcul littéral et homothétie

Mathématiques

Cinématique du point matériel

Physique

Organisation de l’être vivant

SVT

Fondements de la perception visuelle

Calculs de quantité de matière

Chimie

Professional Risk Analysis

Crée tes propres QCM

Importe ton cours et l'IA génère des QCM avec corrections en 30 secondes.

Générateur de QCM