Chap N° 19  Exercices 2024 : La lunette astronomique


Chap. N°19

travaux

Lunette Astronomique

Exercices 2024
Cours

Exercices


 

 
Sciences physiques sur le Web

I- Exercice : Observation de la Lune.

1)- Énoncé.

2)- Correction.

II- Exercice : Pouvoir séparateur de l’œil.

1)- Énoncé.

2)- Correction.

III- Exercice : Modélisation d’une lunette afocale.

1)- Énoncé.

2)- Correction.

IV- Exercice : Nébuleuse M57.

1)- Énoncé.

2)- Correction.

V- Exercice : Les taches solaires.

1)- Énoncé.

2)- Correction.

I- Exercice : Observation de la Lune.

1)- Énoncé.

La Lune peut être vue depuis la terre sous un angle θ = 9,0 × 10–3 rad.

Elle est observée plus en détails avec une lunette astronomique afocale dont l'axe optique passe par le centre de la Lune.

Cette lunette dispose d'un ange d'objectif de distance focale f1 = 80 cm et d'un oculaire de distance focale f2 = 2,0 cm.

On considère deux points objets réels A et B situés à la surface de la Lune, diamétralement opposés et symétriques l'un de l'autre par rapport à l'axe optique de la lunette.

 La Lune

a)-  Calculer le diamètre d de l'image intermédiaire formée par l'objectif.

b)-  Déterminer l'angle θ’ sous lequel l'image de la Lune est vue à travers la lunette afocale.

c)-  Calculer le grossissement.

haut

2)- Correction.

a)-  Diamètre d de l'image intermédiaire formée par l'objectif.

  Lunette astronomique afocale :

-  Une lunette est afocale lorsque le foyer principal image de l’objectif coïncide avec le foyer principal objet de l’oculaire.

-  La Lune :

 La Lune

-  On peut considérer que l’objet AB est situé à l’infini.

-  On trace le rayon lumineux issu du point B et qui passe par le centre optique O1 de l’objectif (ce rayon lumineux n’est pas dévié)

-  On trace le rayon lumineux issu du point A et qui passe par le centre optique O1 de l’objectif (ce rayon lumineux n’est pas dévié)

-  L’image A1B1 est située dans le plan focal image de l’objectif

-  Plan focal image de l’objectif : Plan perpendiculaire à l’axe optique contenant le foyer image F1.

-  Schéma de la situation : 

lunette afocale 

-  Diamètre d de l'image intermédiaire formée par l'objectif :

-  d = A1B1

-  Pour des raisons de de symétrie, on peut écrire la relation suivante :

-   tangente

-  On peut faire l’approximation des petits angles :

-   tangente

-  d 

-  Application numérique :

-  d ≈ θ × f’1 = 9,0 × 10–3 × 80

-  d ≈ 0,72 cm

-  d ≈ 7,2 mm

b)-  Angle θ’ sous lequel l'image de la Lune est vue à travers la lunette afocale.

-  On trace le rayon lumineux issu du point B1 et qui passe par le centre optique O2 de l’oculaire (ce rayon lumineux n’est pas dévié)

-  On trace le rayon lumineux issu du point A1 et qui passe par le centre optique O2 de l’oculaire (ce rayon lumineux n’est pas dévié)

-  Schéma de la situation :

 lunette afocale

- tangente  

-  On peut faire l’approximation des petits angles :

-  approximation

-  téta prime 

-  Application numérique :

-   tété' = 0,36 rad

c)-  Grossissement de la 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 AB’ est vu sous l’angle θ’.

-  Le grossissement G d’une lunette est donné par la relation suivante :

 

Grossissement 

G

Grossissement : nombre sans unité

θ

L’angle θ’ sous lequel l'image est vue à travers la lunette

θ

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)

-  Schéma :

 Schéma correct d’une lunette afocale

-  Schéma de la situation :

lunette afocale 

-  Le rayon lumineux issu du point A1 et parallèle à l’axe optique émerge de l’oculaire (L2) en passant par le foyer image F’2.

-  Le rayon lumineux issu du point B1 et parallèle à l’axe optique émerge de l’oculaire (L2) en passant par le foyer image F’2.

-  L’image A1’B1’ se trouve à l’infini et un œil normal peut observer cette image sans accommoder

-  Grossissement de la lunette astronomique afocale :

-   Grossissement

-  Application numérique :

-   G = 40

  Cas d’une lentille afocale :

-  Grossissement d’une lentille afocale :

 

grossissement 

G

Grossissement : nombre sans unité

f1

Distance focale de l’objectif

f2

Distance focale de l’oculaire.

Il faut exprimer f1 et f2 dans la même unité (m, cm, mm, …)

- G = 40  

-  Cette relation découle des relations suivantes :

-  On a vu que :

- téta et téta

-  D’après la définition du grossissement :

-  grossissement 

haut

II- Exercice : Pouvoir séparateur de l’œil.

1)- Énoncé.

Si l’angle sous lequel l'œil observe deux points proches est inférieur au pouvoir séparateur de l'œil ε = 3,0 × 10–4 rad,  alors les deux points sont confondus.

Jupiter, la plus grosse planète du Système solaire apparaît ponctuelle à l'œil nu depuis la Terre.

 Jupiter

a)-  Calculer le diamètre apparent θ sous lequel la planète Jupiter est observée depuis la Terre lorsqu'elle se situe à D = 590 millions de km.

b)-  Expliquer pourquoi cette planète apparaît ponctuelle depuis la Terre.

haut

2)- Correction.

a)-  Diamètre apparent θ sous lequel la planète Jupiter est observée depuis la Terre.

-  Distance Terre-Jupiter : D = 590 ×106 km

-  Rayon de Jupiter : R = 71 492 km

-  Schéma de la situation :

Jupiter vu de la Terre 

- tangente  

-  Comme D >> R, on peut faire l’approximation des petits angles en radian :

-  téta = 2,42 E-4 rad 

b)-  Jupiter apparaît ponctuelle depuis la Terre :

-  Car θ ≈ 2,42 × 10-4 rad et ε = 3,0 × 10-4 rad

-  θ < ε

-  La planète Jupiter apparaît comme ponctuelle depuis la Terre car son diamètre apparent est inférieur au pouvoir séparateur de l’œil.

 L’étoile Albireo

 Vision et images

 L’œil et la loupe

haut

III- Exercice : Modélisation d’une lunette afocale.

1)- Énoncé.

Au cours d'une séance de travaux pratiques, un élève modélise une lunette astronomique à l'aide de lentilles minces convergentes de 4 cm de diamètre.

La lentille L1 possède une distance focale égale à 50 cm et la lentille L2 une distance focale de 10 cm.

a)-  Identifier l'objectif et l'oculaire.

b)-  Déterminer la distance séparant les centres optiques des 2 lentilles minces convergentes si la lunette est afocale.

c)-  Réaliser un schéma de la lunette afocale à l'échelle 1 verticalement et à l'échelle 1/5 horizontalement.

L’élève observe à l'aide de la lunette à focale un objet AB situé « à l'infini ».

Le point A est sur l'axe optique.

L’image intermédiaire A1B1 un mesure 1,0 cm de hauteur.

d)-  Représenter l'image intermédiaire A1B1 sur le schéma.

e)-  Calculer l'angle θ sous lequel l'objet est vu à l'œil nu.

f)-  Construire l'image définitive AB’.

g)-  Calculer l’angle θ’ sous lequel l’image définitive est vue à travers la lunette astronomique afocale.

h)-  En déduire le grossissement G de la lunette afocale.

haut

2)- Correction.

a)-  L'objectif et l'oculaire.

  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.

 lunette astronomique

-  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.

-  Le chercheur permet d’aligner la visée sur l’objet céleste que l’on veut observer.

-  Remarque : l’œil observe l’image donnée par l’objectif par l’intermédiaire de l’oculaire.

  Lunette astronomique du commerce : 70 / 700 Az2

-  Les constructeurs précisent le diamètre de l’objectif et sa distance focale.

-  La lunette est livrée le plus souvent avec plusieurs oculaires.

-  Caractéristique de cette lunette astronomique :

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.

-  La lentille L1, qui possède une distance focale égale à 50 cm, constitue l’objectif.

-  La lentille L2, qui possède une distance focale égale à 10 cm, constitue l’oculaire

b)-  Distance séparant les centres optiques des 2 lentilles minces convergentes.

  Lunette astronomique afocale :

-  Une lunette est afocale lorsque le foyer principal image de l’objectif coïncide avec le foyer principal objet de l’oculaire.

-  Dans le cas présent : le foyer principal image F1 de l’objectif coïncide avec le le foyer principal objet F2 de l’oculaire.

-  Avec f1 = 50 cm et f2 = 10 cm

-  Distance D séparant les centres optiques des deux lentilles convergentes :

-  D = f1 + f2

-  D = 50 cm + 10 cm

-  D = 60 cm

c)-  Schéma de la lunette afocale.

-  Échelle : 1 verticalement

-  Échelle : 1/5 horizontalement

Schéma de la lunette afocale 

d)-  Tracer de l'image intermédiaire A1B1.

-  Le point A est sur l'axe optique.

-  L’image intermédiaire A1B1 un mesure 1,0 cm de hauteur

-  Le point image A1 du point A situé à l’infini est aussi sur l’axe optique.

-  Il est confondu avec les points F1 et F2.

-  Le point B est situé à l’infini. Son image B1 se trouve dans le plan image de l’objectif .

-  On représente le rayon lumineux issu du point B (situé à l’infini) passant par l’axe optique de l’objectif.. Ce rayon n’est pas dévié.

-  Schéma de la situation :

 Schéma de la lunette astronomique  afocale

e)-  Angle θ sous lequel l'objet est vu à l'œil nu.

-  Exploitation du schéma :

-  Valeur de l’angle θ :

-   tangente

-  Comme f1 = 50 cm et A1B1 = 1,0 cm

-  On peut considérer que f1 >> A1B1, on peut faire l’approximation des petits angles en radian :

-   angle 1,1 °

f)-  Construction de l'image définitive AB’.

-  On trace le rayon issu du point B1 qui passe par le centre optique O2.

-  Ce rayon n’est pas dévié.

-  On trace le rayon issu du point B1 parallèle à l’axe optique qui émerge de la lentille L2 en passant par le foyer image de l’oculaire.

-  Schéma de la situation :

lunette astronomique afocale 

g)-  Angle θ’ sous lequel l’image définitive est vue à travers la lunette astronomique afocale.

-  Schéma de la situation :

lunette astronomique afocale 

-   téta' = 5,7 °

-  Si l’on n’utilise pas l’approximation des petits angles :

-  téta ' = 5,7 ° 

-  On peut encore faire l’approximation des petits angles dans ce cas.

h)-  Grossissement G de la lunette afocale.

-  Définition :

-  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 AB’ est vu sous l’angle θ’.

-  Le grossissement G d’une lunette est donné par la relation suivante :

 

Grossissement 

G

Grossissement : nombre sans unité

θ

L’angle θ’ sous lequel l'image est vue à travers la lunette

θ

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)

-   G = 5,0

  Cas d’une lentille afocale :

-  Grossissement d’une lentille afocale :

 

grossissement 

G

Grossissement : nombre sans unité

f1

Distance focale de l’objectif

f2

Distance focale de l’oculaire.

Il faut exprimer f1 et f2 dans la même unité (m, cm, mm, …)

-   G = 5,0

haut

IV- Exercice : Nébuleuse M57.

1)- Énoncé.

À l’exception du Soleil et de la Lune tous les astres du ciel étoilé nous apparaissent ponctuels.

Certains observatoires astronomiques possèdent des lunettes très performantes qui permettent de révéler les secrets des étoiles.

 

DOC.1 Caractéristiques de la nébuleuse M57

 nébuleuse M57

La Nébuleuse de la Lyre (en anglais Ring Nebula), nommé dans le catalogue de Messier sous le nom de M57, est une nébuleuse planétaire située dans la constellation de la Lyre.

Sa forme caractéristique lui vaut également le surnom de Nébuleuse de l'Anneau dont le diamètre est de 1,3 × 1013 km.

Elle a environ 10000 ans et se situe à environ 2600 années-lumière de la Terre.

D’après Wikipédia.

 

DOC. 2 : Observatoire de Harvard.

L’observatoire du Harvard Collège, aux États-Unis, s'est doté en 1847 d'une lunette astronomique dont l'objectif a un diamètre de 38 cm et une distance focale f1= 6,80 m.

Il s'agissait d’un instrument remarquable pour l'époque au point de rester célèbre sous le nom de « Grand réfracteur ».

Cet instrument a permis de nombreuses découvertes dont la première photographique de l'étoile Véga et de la constellation de la Lyre en 1850.

D’après Astronomie, éditions Atlas.

 

DONNÉES :

-  Pouvoir séparateur de l’œil : l’œil voit comme un point tout objet dont le diamètre est inférieur à ε = 3,0 × 10-4 rad.

-  Une année de lumière : 1 a.l = 1,0 × 1013 km.

 Questions

1.  Question préliminaire :

-  Représenter sur un schéma, sans souci d'échelle, le faisceau de lumière issu d'un point objet de la nébuleuse M57 traversant une lunette à focale.

2.  Problème :

-  Déterminer si la nébuleuse M57 est observable autrement que sous forme ponctuelle à travers la lunette astronomique de Harvard avec un oculaire de distance focale f2 = 4,0 cm.

haut

2)- Correction.

1.  Question préliminaire :

-  Schéma, sans souci d'échelle, de la situation :

-  Faisceau de lumière issu d'un point objet de la nébuleuse M57 traversant une lunette à focale.

-  Pour réaliser le schéma, on trace un rayon qui fait un angle θ (quelques degrés) avec l’axe optique et qui passe par le centre optique O1. Ce rayon n’est pas dévié.

-  On peut ainsi repérer le point image B1 : point du rayon situé dans le plan focal image.

-  Pour obtenir le faisceau, on trace les rayons parallèles au premier rayon tracé qui viennent sur les bords de l’objectif. Ils émergent de l’objectif et convergent vers le point image B1.

-  Puis, on trace le rayon issu du point B1 et qui passe par le centre optique O2.

-  Ce rayon n’est pas dévié.

-  Les autres rayons qui émergent de l’oculaire sont parallèles à ce rayon.

-  On peut observer cette image qui est située à l’infini.

 schéma de la situation

  Lunette astronomique afocale :

-  Une lunette est afocale lorsque le foyer principal image de l’objectif coïncide avec le foyer principal objet de l’oculaire.

-  Dans le cas présent : le foyer principal image F1 de l’objectif coïncide avec le le foyer principal objet F2 de l’oculaire.

-  L’image, donnée par l’objectif de la nébuleuse M57, est située dans le plan focal image.

2.  Problème :

-  Observation de la nébuleuse M57 à travers la lunette astronomique de Harvard.

-  Objectif de distance focale : f1= 6,80 m

-  Oculaire de distance focale : f2 = 4,0 cm

-  Nébuleuse de l'Anneau dont le diamètre : D = 1,3 × 1013 km.

-  Distance M57-Terre : d = 2600 a.l

-  Le but est de savoir si la nébuleuse M57 est observable autrement que sous forme ponctuelle à travers la lunette astronomique de Harvard avec un oculaire de distance focale f2 = 4,0 cm.

-  Il faut connaître la valeur de l’angle θ’ sous lequel est vue l’image de la nébuleuse M57 à travers la lunette astronomique de Harvard.

-  À partir des données, on détermine la valeur de l’angle θ :

-  Dans le cas présent, on peut faire l’approximation des petits angles en rad.

-  tangente 

-  Le grossissement G d’une lunette est donné par la relation suivante :

Grossissement 

G

Grossissement : nombre sans unité

θ

L’angle θ’ sous lequel l'image est vue à travers la lunette

θ

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)

  Cas d’une lentille afocale :

-  Grossissement d’une lentille afocale :

 

grossissement 

G

Grossissement : nombre sans unité

f1

Distance focale de l’objectif

f2

Distance focale de l’oculaire.

Il faut exprimer f1 et f2 dans la même unité (m, cm, mm, …)

-  Résolution :

-   expression de téta prime

-   expression de téta prime

-  Application numérique :

-  téta prime = 8,5 E-2 rad 

-  En conséquence : θ’ > ε = 3,0 × 10-4 rad

-  La nébuleuse M57 n’apparaît pas comme ponctuelle lorsqu’on l’observe avec la lunette astronomique afocale de Harvard.

haut

V- Exercice : Les taches solaires.

1)- Énoncé.

Les taches solaires sont des régions de la surface du Soleil qui intriguent les astronomes.

L’observation du Soleil est dangereuse puisqu'elle provoque la brûlure de la rétine et peut conduire à la cécité.

Pour étudier les taches solaires les astronomes projettent l'image du soleil sur un écran.

 

DOC. 1 : Les taches solaires

taches solaires 

taches solaires  taches solaires

  Celestia  Stellarium 

  taches solaires

Wikipédia

 

 

Une tache solaire (anglais : sunspot) est une région sur la surface du Soleil (photosphère) qui est marquée par une température inférieure à son environnement et à une activité magnétique.

C’est son champ magnétique qui inhibe la convection par un effet similaire aux freins à courants de Foucault, ralentissant ainsi l'apport de chaleur venant de l'intérieur du Soleil (dans cette zone) formant des zones où la température de surface est réduite.

C’est essentiellement la baisse de température de la tache relative à son environnement qui la rend visible, l'émission de la tache étant de ce fait moins intense.

D’après Wikipédia.

 

DOC. 2 : Lunette astronomique équipée d’un écran.

Caractéristiques de la lunette astronomique :

-  Objectif convergent de diamètre d = 70 mm et de distance focale f1 = 900 mm

-  Oculaire de distance focale f2 = 20 mm

Un écran peut être ajouté à la lunette à une distance D = 32 cm de l'oculaire.

 Lunette astronomique équipée d’un écran

 

DOC. 3 : Diamètre apparent du Soleil

a)-  La Lune peut être cachée par une pièce de 2 centimes d'euro placée à 2,0 m de l'observateur.

 Lune cachée par une pièce de 2 centimes d'euro

 piéce de 2 centimes d'euro

 

b)-  Éclipse de Soleil  : la Lune cache le Soleil.

-  Diamètre du Soleil : dS = 1,39 × 106 km

Éclipse de Soleil  

 

 Problème

1.  Déterminer les modifications à apporter à une lunette astronomique afocale afin de former l'image du Soleil sur un écran.

2.  Les taches solaires mesurant 5,0 mm de diamètre sur l'écran, estimer le diamètre des taches solaires à la surface du soleil.

haut

2)- Correction.

1.  Image du Soleil sur un écran avec une lunette astronomique afocale.

-  Lunette afocale :

  Lunette astronomique afocale :

-  Une lunette est afocale lorsque le foyer principal image de l’objectif coïncide avec le foyer principal objet de l’oculaire.

-  Dans le cas présent : le foyer principal image F1 de l’objectif coïncide avec le foyer principal objet F2 de l’oculaire.

-  L’image AB’, donnée par l’objectif du Soleil, est située dans le plan focal image.

-  Schéma de la situation :

 Lunette astronomique afocale

-  But recherché :

-  On veut régler la lunette astronomique de telle sorte que l’image AB’ du Soleil soit obtenue sur un écran situé à la distance D = 32 cm.

-  On peut considérer que le Soleil est situé à l’infini.

-  Il découle de ceci que l’image A1B1 du Soleil est situé dans le plan image de l’objectif qui contient le foyer image F1.

-  Pour que l’image définitive se forme sur un écran, il faut modifier la distance entre l’objectif et l’oculaire.

-  On veut une image réelle.

   Construction d’une image réelle :

-  Dans le cas d’une lentille convergente, l’objet doit se trouver avant le foyer objet de la lentille convergente.

-  O2A1 > f2

-  Exemple :

-  Données : Diamètre de la lentille : 6,0 cm

-  Distance focale : f2 = 20 mm

-  L’objet est perpendiculaire à l’axe optique.

-  Construction sans souci d’échelle.

-  On choisit :

-  Objet A1B1 = 1,0 cm

-  L’objet A1B1 est situé avant le foyer-objet à 1,5 cm du foyer-objet.

-  Réaliser la construction en utilisant la méthode suivante :

-  Rayon 1 : issu du point B1 passant par l’axe optique : il n’est pas dévié.

-  Rayon 2 : issu du point B1 et ce rayon est parallèle à l’axe optique. Il émerge de la lentille en passant par le point F’2 foyer - image.

-  Rayon 3 : issu du point B et passant par F2 (foyer - objet). Il émerge de la lentille parallèlement à l’axe optique.

- Schéma :

oculaire

-  Il faut éloigner l’oculaire de l’objectif.

-  Schéma de la situation sans souci d’échelle :

-  On éloigne l’oculaire de l’objectif de la distance .

 image donnée par l'oculaire

-  Repère associé à un lentille mince convergente :

 Repère associé à un lentille mince convergente

-  Relation de conjugaison appliquée à la lentille L2 (oculaire) :

-   Relation de conjugaison appliquée à la lentille L2

-  Le but est de trouver la valeur de O2A1

-   On connaît : O2A' et O2F'2

-  Résolution :

-   résolution 01

-  En réduisant :

-  résolution 02 

-  Application numérique :

-  Mesure algébrique (O2A1) = -2,1 cm 

-  Il faut éloigner l’oculaire de ≈ 0,10 cm de l’objectif :

-  La distance entre l’oculaire et l’objectif : doboc

-  doboc = f1 + f2 +  

-  doboc ≈ 900 + 20 + 1,0

-  doboc ≈ 921 mm

2.  Diamètre des taches solaires à la surface du soleil.

-  Diamètre des taches solaires sur l'écran : dtS = 5,0 mm.

-  Diamètre du Soleil : dS = 1,39 × 106 km

-  Distance Terre-Soleil : dTerre-Soleil

-  Il faut connaître le diamètre D’ de l’image du Soleil donnée par la lunette astronomique sur l’écran.

-  L’angle θ représente le diamètre apparent du Soleil.

-  tangente teta 

-  D’autre part :

-  tangente 

-  On en déduit la relation suivante :

-  relation 04 

-  Pour la détermination de la grandeur de l’image définitive, on peut utiliser la relation donnant le grandissement de l’oculaire :

-   grandissement oculaire

-  On peut travailler avec les valeurs absolues

-   A'B' / A1B1 = 15

-  On peut considérer que AB’ représente le diamètre D’ de l’image du Soleil donnée par la lunette astronomique sur l’écran.

-  Or A1B1 représente le diamètre de l’image intermédiaire du Soleil.

-  relation 05 et relation 06

-  relation 07 

  Une Méthode : On utilise les données du DOC. 3 :

-  Diamètre apparent du Soleil :

-  L’exploitation du DOC. 3 permet de connaître la valeur du diamètre apparent θ du Soleil et par conséquence de déterminer la valeur de la distance dTerre-Soleil.

-  Les éclipses de Soleil par la Lune permettent de déduire que le diamètre apparent du Soleil est égal au diamètre apparent de la Lune pour un observateur terrestre.

-  De même le diamètre apparent d’une pièce de 2 centimes d’euro situé à 2,0 m de l’œil d’un observateur terrestre est le même que celui de la Lune. Le diamètre apparent θ du Soleil est le même que celui de la Lune pour un observateur terrestre

-  Exploitation du schéma :

 schéma 05

-  On peut faire l’approximation des petits angles exprimés en rad.

-   téta

-  distance Terre-Soleil 

-  Application numérique :

-  distance Terre-Soleil = 1,5 E8 km 

-  Taille de l’image du Soleil sur l’écran :

-   A'B' = 1,3 E2 mm

-  On peut considérer que AB’ représente le diamètre D’ de l’image du Soleil donnée par la lunette astronomique sur l’écran :

-  D’ ≈ 1,3 × 102 mm

  Remarque : On peut ne pas faire les calculs intermédiaires :

-   A'B'

-  Et A1B1

-  A'B' avec dTS

-  A'B' 

-  Applications numériques :

-  O2A1 valeur 

-  O2A’ = 32 cm

-  f1 = 900 mm

-  dpièce = 18,75 mm

-  dOP = 2,0 m

-  A'B' = 1,3 E2 mm 

-  On trouve pratiquement la même valeur pour l’image AB

 

-  D'une part, l'image, supposée circulaire, d'une des taches solaires a un diamètre dtS = 5,0 mm et l'image du Soleil a un diamètre D' ≈ 1,3 × 102 mm.

-  Diamètre réel DTS de la tache solaire :

-  Tableau de valeurs :

Image

Réel

Soleil

1,3 × 102 mm

dS = 1,39 × 106 km

Tache

5,0 mm

DTS

 

-   DTS = 5,6 E4 km

 Taches solaires

haut