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Pour s'auto-évaluer |
La lunette astronomique. Sous forme de tableau |
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QCM N° 19
La lunette
astronomique.
Pour chaque
question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s). |
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Énoncé |
A |
B |
C |
R |
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1 |
L'image formée
par une
lentille mince
convergente
d'un point objet
réel situé
«à l'infini» sur
l'axe optique
de cette lentille
est située : |
«à l'infini» |
Au centre
optique O
de la lentille |
Au foyer
image F’
de la lentille |
C |
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2 |
Un œil normal
n'accommode
pas lorsque
l'objet qu'il
observe se situe
: |
Au centre
optique du
cristallin |
Sur le
rétine |
«à l'infini» |
C |
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3 |
La lunette
astronomique
est constituée de
: |
deux lentilles
divergentes |
deux lentilles
convergentes |
une lentille
convergente
puis une
lentille
divergente |
B |
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4 |
La lunette
astronomique est
également appelée
lunette
afocale car : |
des rayons
parallèles
incidents
ressortent du
système en
restant
parallèles |
les deux
lentilles
utilisées
possèdent la
même distance
focale |
le foyer image
de l’objectif est
confondu
avec le foyer
objet de
l’oculaire |
AC |
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5 |
Pour une
observation sans
accommodation de
l’œil, la distance entre l'objet observé et la lunette
astronomique :
|
doit être
faible |
doit être
très grande |
Doit donner
une image
au foyer
objet de
l’œil |
B |
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6 |
L'image donnée
par
l'objectif se
trouve : |
entre le centre
optique O
et
le foyer image
F'
de
l’objectif |
au foyer
image F'
de l'objectif |
après foyer
image F'
de l'objectif |
B |
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7 |
L'image obtenue avec l'objectif, qui joue le rôle d'objet pour l'oculaire,
doit se trouver : |
entre le centre
optique O
et le foyer
objet F de
l'oculaire |
au foyer
objet F
de l’oculaire |
après foyer
objet F
de l’oculaire |
B |
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8 |
L’oculaire joue
le rôle : |
d’un collecteur
de lumière |
d’un œil |
D’une loupe |
C |
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9 |
L'image définitive d'un objet AB situé «à l'infini » formée
par une lunette
astronomique
afocale et
observée à travers
son oculaire est:
|
renversée
par rapport
à AB
et virtuelle |
droite par
rapport à
AB
et réelle. |
renversée
par rapport
à AB
et réelle |
A |
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10 |
L'expression du grossissement G d'une
lunette
astronomique
afocale est |
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|
|
A |
QCM réalisé avec le logiciel Questy
Pour s’auto-évaluer
Cours de première : Les lentilles minces convergentes
Cours de seconde : Les lentilles minces convergentes
Cours de première S
La lentille convergente.
-
C’est une lentille qui réfracte les rayons lumineux parallèles à l’axe optique de manière à les rapprocher de celui-ci.-
Elle fait converger les rayons lumineux parallèles à l’axe optique.
-
Elles sont plus épaisses au centre qu’aux bords.
-
Une lentille mince est caractérisée par trois points particuliers :
-
Son centre optique O ;
-
Son foyer image F’ ;
-
Son foyer objet F.
-
Représentation symbolique :
-
L’objet étant à l’infini, l’image se forme dans le plan focal image.
-
Cas de l’œil :
L’œil :
-
On rappelle que pour une vision nette, l’image doit se former sur la rétine.
-
Pour que les images soient situées sur la rétine, le cristallin change de
forme : c’est l’accommodation.
-
Un œil normal, quand il n’accommode pas, voit nettement un objet situé à
l’infini.
-
Quand l’œil est au repos (sans accommodation), il met au point sur le « punctum
remotum », PR
-
C’est le point le plus éloigné pour lequel la vision est nette ; son image se
forme sur la rétine.
La lunette astronomique :
-
La lunette astronomique permet d’observer des objets célestes,
c’est-à-dire des objets éloignés (que l’on peut considérer comme situés à
l’infini).
-
Une lunette astronomique est constituée :
-
D’un objectif situé du côté de l’objet que l’on observe et
-
D’un oculaire situé du côté de l’œil.
-
L’objectif et l’oculaire d’une lunette astronomique sont modélisées par deux
lentilles minces convergentes L1 et L2.
-
Elles ont le même axe optique Δ.
-
La distance focale de l’oculaire est toujours plus petite que celle de
l’objectif
Lunette astronomique afocale :
-
Lorsque le foyer image F’1 de l’objectif et le foyer objet
F2 de l’oculaire sont confondus, on est en présence d’une lunette
afocale.
-
Des rayons parallèles incidents ressortent de la lunette afocale en restant
parallèles.
Observation sans accommodation :
-
Comme avec la lunette astronomique, on observe des objets très éloignés, l’image
de l’objectif se forme au foyer objet de l’oculaire ‘et de l’objectif). Ainsi
l’œil peut observer l’image sans accommoder.
Image donnée par l’objectif :
-
L’image donnée par l’objectif se trouve au foyer image F' de l'objectif
(qui est confondus avec le foyer objet de l’oculaire).
Image donnée par l’objectif :
-
L’image donnée par l’objectif se trouve au foyer objet de l’oculaire (qui est
confondus avec le foyer image F' de l'objectif).
Objectif et oculaire :
-
Le diamètre de l’objectif doit être le plus grand possible pour collecter le
maximum de lumière provenant de l’objet céleste situé à l’infini.
-
L’objectif est le collecteur de lumière.
-
L’objectif qui donne d’un objet éloigné une image dans son plan focal image,
-
Un oculaire qui joue le rôle de la loupe.
-
Remarque : l’œil observe l’image donnée par l’objectif par l’intermédiaire de
l’oculaire.
-
La mise au point se fait en modifiant la longueur du tube entre l’oculaire et
l’objectif.
-
La lunette est livrée le plus souvent avec plusieurs oculaires.
-
Exemple : Caractéristiques d’une lunette astronomique :
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Diamètre de l’objectif
|
70 mm |
|
Distance focale de
l’objectif |
700 mm |
|
Monture |
Azimutale |
|
Oculaires (distances
focales) |
10 mm et 25 mm |
|
Grossissement |
28 X et 70 X |
-
La distance focale de l’oculaire est toujours plus petite que celle de
l’objectif.
Image définitive donnée par une lunette astronomique
afocale :
- L'image définitive A’’B’’ d'un objet AB
situé «à l'infini » formée par une lunette astronomique afocale et observée à
travers son oculaire est renversée par
rapport à AB et
virtuelle
Définition du grossissement d’une lunette afocale :
-
Le grossissement d’une lunette est le rapport entre :
-
L’angle θ sous lequel l’objet est vu à l’œil nu et
-
L’angle θ’ son image est vu à travers la lunette.
-
Ainsi l’objet éloigné (B ∞) est vu sous l’angle θ et l’image
A’B’
est vu sous l’angle θ’.
-
Le grossissement G d’une lunette est donné par la relation suivante :
-
-
Le grossissement G : nombre sans unité.
-
L’angle θ’ sous lequel son image est vu à travers la lunette
-
L’angle θ sous lequel l’objet est vu à l’œil nu
-
Il faut exprimer θ’ et θ dans la même unité d’angle (° ou rad).
Étude de la lunette afocale :
-
Le point A’ est l’image du point A (situé à l’infini) donnée par
l’objectif de la lunette.
-
Le point A’ est confondu avec le foyer image F’1 de
l’objectif et le foyer objet F2 de l’oculaire.
-
L’image A’B’ de l’objet AB est perpendiculaire à l’axe
optique Δ.
-
Considérons le triangle O1F’1B’ rectangle
en F’1 :
-
-
Considérons le triangle O2F2B’ rectangle
en F2 :
-
-
Les angles θ et θ’ étants petits (en radian), on peut faire
l’approximation des petits angles :
-
Il faut exprimer θ et θ’ en radian :
-
tan θ ≈ θ et tan θ’ ≈ θ’
-
Dans ce cas :
-
-
On en déduit la relation suivante pour une lunette afocale :
-
-
Grossissement d’une lentille afocale :
|
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|
G |
Grossissement : nombre sans unité |
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f’1 |
Distance focale de l’objectif |
|
f’2 |
Distance focale de l’oculaire. |
|
Il faut exprimer f’1
et f’2 dans la même unité (m, cm, mm, …) |
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-
Avec la notation de l’énoncé :
-
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