C. La lunette astronomique

 

Les lunettes sont destinées à l'observation d’objets éloignés. Les lunettes astronomiques sont utilisées pour l'observation d'astres qui peuvent être considérés à l'infini.

 

La lunette astronomique fut inventée par Kepler en 1611.

 

Si les astres ont un diamètre apparent sensible comme le soleil, la lune, les planètes,... alors la lunette fournira une image rétinienne agrandie tandis que si les astres n'ont pas un diamètre apparent sensible telles les étoiles alors la lunette fournira simplement une image plus lumineuse qu'à l’œil nu.

 

Une lunette astronomique donnera une image renversée d'un astre ( ce qui n'est pas gênant) tandis qu'une lunette terrestre destinée à l'observation d'objets éloignés à la surface de la terre devra donner des images droites de ces objets.

 

 

(animation flash)

 

1. Structure

          

           Une lunette astronomique est constituée d’un tube comportant deux systèmes optiques convergents :

 

· L’objectif L₁, de grande distance focale (pouvant atteindre 20 mètres), donnant une image intermédiaire réelle et renversée d’un objet situé à l’infini, dans son plan focal image F’₁.

 

· L’oculaire L₂, de petite distance focale (de l’ordre du centimètre) jouant le rôle de loupe.

 

 

 

2. Formation des images

 

Cas général

(animation flash)

 

           On étudie la lunette comme un système de deux lentilles convergentes que l’on peut représenter comme suit.

 

Soit un objet AB situé à l’infini : il est noté A_¥B_¥. Les rayons issus de A_¥ arrivent donc parallèlement à l’axe optique et les rayons issus de B_¥ arrivent parallèlement entre eux. (animation powerpoint).

 

 

 

           L’image intermédiaire A₁B₁ est située dans le plan focal image de L₁ et A₁ est confondu avec F ’₁.

 

           L’oculaire qui fait office de loupe, donne de l’image intermédiaire A₁B₁ une image définitive A₂B₂ virtuelle et de même sens que A₁B₁ (renversée par rapport à l’objet AB).

 

 

Application : réglage de la lunette réticulée

 

 

Lunette afocale

 

           L’œil est tel que lorsqu’il observe quelque chose (ici l’image définitive A₂B₂ de l’objet à travers la lunette astronomique) qui est situé à l’infini, il le fait sans effort.

 

           Ces conditions d’observation sont réalisées quand F ’₁ et F₂ sont confondus, donc quand A₁ est à la fois en F ’₁ et F₂ . Alors l’image définitive A₂B₂ est toujours renversée par rapport à l’objet mais cette fois-ci, elle est rejetée à l’infini. Un faisceau incident parallèle émerge sous la forme d’un faisceau parallèle : la lunette est dite afocale.

 

           Sa vergence est donc nulle : ses foyers sont rejetés à l’infini. (animation powerpoint).