Fiche de révision : La lunette astronomique

📋 Plan du Cours

1. Origines et évolution de la lunette
2. Constitution et rôle des lentilles
3. Condition et propriétés afocales
4. Angles et définition du grossissement
5. Calcul du grossissement

📖 1. Origines et évolution de la lunette

📝 Points essentiels

• Vers 1608, la lunette astronomique a été conçue en Hollande et son invention est attribuée à l’opticien Hans Lippershey.

• En 1609, Galilée présenta une lunette astronomique composée d’une lentille concave et d’une lentille convexe.

• Johannes Kepler perfectionna le principe de la lunette en proposant une formule optique à deux lentilles convexes.

💡 Astuce mémo

Hollande vers 1608 → Galilée en 1609 → perfectionnement par Kepler → mise en application vers 1630

📖 2. Constitution et rôle des lentilles

🔑 Notions clés & Définitions

• Lunette astronomique : Instrument optique constitué de deux lentilles convergentes, l’objectif et l’oculaire, qui permet d’observer des objets éloignés considérés à l’infini en grossissant leur taille apparente.

★ À maîtriser

📌 L’objectif est la lentille convergente placée du côté de l’objet observé, tandis que l’oculaire est la lentille convergente placée près de l’œil.

• L’objectif focalise au foyer image les rayons parallèles issus d’un objet situé à l’infini, puis l’oculaire reçoit l’image intermédiaire et la transforme en faisceau de rayons parallèles.

Compléments

• L’objectif forme de l’objet une image intermédiaire réelle, inversée et réduite.

💡 Astuce mémo

L’objectif côté astre forme l’image ; l’oculaire côté œil la transforme en faisceau parallèle

📖 3. Condition et propriétés afocales

🔑 Notions clés & Définitions

• Lunette afocale : Une lunette dont les rayons parallèles en entrée ressortent parallèles, de sorte que l’image finale est à l’infini.

★ À maîtriser

📌 Une lunette est afocale lorsque le foyer image F1′ de l’objectif coïncide avec le foyer objet F2 de l’oculaire.

Compléments

• Dans une lunette afocale, l’image intermédiaire se trouve à la fois dans le plan focal image de l’objectif et dans le plan focal objet de l’oculaire.

• La configuration afocale évite à l’œil d’accommoder et réduit ainsi la fatigue visuelle lors d’une observation prolongée.

💡 Astuce mémo

Confusion des foyers → rayons parallèles en entrée et en sortie

📖 4. Angles et définition du grossissement

🔑 Notions clés & Définitions

• Angle d’observation : L’angle α′ formé entre l’axe optique et les rayons issus de l’oculaire.

📝 Points essentiels

• L’angle α est l’angle entre l’axe optique et les rayons provenant de l’objet à l’infini.

• Les angles α et α′ sont considérés positifs et non orientés, donc le grossissement est positif.

📖 5. Calcul du grossissement

🔑 Notions clés & Définitions

• Grossissement : Le rapport entre l’angle d’observation α′ avec l’instrument et l’angle d’observation α à l’œil nu.

★ À maîtriser

📐 Formule - Le grossissement d’une lunette vérifie $G = \frac{\alpha'}{\alpha} = \frac{f'_1}{f'_2}$, où f′1 est la distance focale de l’objectif et f′2 celle de l’oculaire.

📌 Pour augmenter le grossissement, on peut augmenter la distance focale de l’objectif ou diminuer celle de l’oculaire.

Compléments

📐 Formule - Pour les petits angles exprimés en radians, on peut utiliser l’approximation $\alpha \approx \tan\alpha$.

• Les lunettes astronomiques commercialisées présentent des grossissements allant d’une dizaine à une centaine.

💡 Astuce mémo

Allonger la focale de l’objectif ou raccourcir celle de l’oculaire augmente le grossissement