D. La lunette terrestre
Une lunette terrestre nécessite des qualités un peu différentes de celles d'une lunette astronomique :
▪ Elle ne sert qu'à observer des objets étendus, mais doit en donner une image droite, alors que la lunette astronomique fournit des images renversées.
Pour obtenir ce résultat, on a trouvé trois solutions auxquelles correspondent trois types de lunettes : • lunette de Galilée, • lunettes à prismes, • longue-vue.
▪ La lunette doit être facilement transportable, donc peu encombrante. Il faut donc que la distance focale f ’ de son objectif ne soit pas trop grande.
1. La lunette de Galilée
Il s’agit d’une invention hollandaise que Galilée perfectionna en 1609. Ainsi, il put découvrir des satellites de Jupiter, des montagnes et des cratères sur la Lune, ou encore les phases de Vénus.
Description
La lunette de Galilée est constituée de deux lentilles : • l’objectif L1 (lentille convergente) (objet) • l’oculaire L2 (lentille divergente). (œil)
Typiquement, la distance focale de l’objectif varie de 10 à 15 cm, celle de l’oculaire varie de 3 à 5 cm.
La lunette est afocale si les foyers F1’ et F2 coïncident.
Schéma de principe
Schéma d’une lunette de Galilée afocale :
Déterminer graphiquement l’image A2B2 de l’objet AB situé à l’infini.
Grossissement :
Cercle oculaire, position de l’œil
Par définition, le cercle oculaire est l’image de l’objectif par l’oculaire.
Déterminons graphiquement le cercle oculaire : (animation powerpoint).
Dans la lunette de Galilée, le cercle oculaire est virtuel. Donc on ne peut pas y placer la pupille de l’œil. On place donc l’œil le plus près possible de l’oculaire, soit à 15 mm environ.
On peut calculer le rayon R’ du cercle oculaire, à partir du rayon R de l’objectif. Pour cela, on considère O’1, l’image de O1 par la lentille L2.
D’après la relation de conjugaison, on a :
D’après la relation de grandissement pour L2, on a :
Donc :
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