Chapitre 16 : Construction d’image par une lunette astronomique Tp16 : la lunette astronomique
Objectifs :
Réaliser une maquette de lunette astronomique ou utiliser une lunette commerciale pour en déterminer le grossissement.
Vérifier la position de l'image intermédiaire en la visualisant sur un écran.
1. Détermination de la distance focale d’une lentille.
1.1.
Que peut-on dire des rayons issus d’un objet placé à l’infini ?1.2.
Vers où ces rayons convergent-ils lorsqu’ils traversent une lentille convergente ?1.3.
Proposer alors une méthode sur le banc d’optique (muni d’une source lumineuse et d’un écran) pour déterminer la distance focale d’une lentille convergente.1.4.
Déterminer la distance focale d’une lentille repérée par une pastille jaune.1.5.
Calculer sa vergence.2. Obtention d’un objet à l’ infini.
On va observer ici un objet placé sur le banc d’optique et non un astre ou un objet à l’infini.
2.1.
Comment peut-on simuler un objet à l’ infini sur le banc d’optique en utilisant la source lumineuse et la lentille étudiée précédemment (souvenez vous de la propriété des rayons issus d’un objet placé à l’infini)?2.2.
Mettre en place cet ʺobjet à l’infiniʺ sur le banc en utilisant la lentille dont vous venez de déterminer la distance focale (lentille avec une pastille jaune) et en plaçant la source lumineuse sur la graduation 20 cm du banc.On appelle diamètre apparent α, l’angle sous lequel on voit l’objet . Mesurer la taille A0B0 de l’objet lumineux et calculer ce diamètre apparent (remarquez bien qu’il s’agit d’un angle).
3. Mise en place de la lunette astronomique 3.1.
L’objectif.On utilise une lentille de distance focale f’1 = 20 cm. Placer cette lentille sur la graduation 50 cm du banc.
Chercher la position de l’image intermédiaire A1B1 et mesurer sa taille.
3.2.
L’oculaire.On utilise une lentille de distance focale f’2 = 5 cm.
Sur quelle graduation faut-il placer cette lentille pour modéliser une lunette afocale ?
3.3.
Observation de l’image définitive avec un œil fictifOn réalise cet œil fictif en associant une lentille munie d’une pastille jaune avec un écran qui joue le rôle de la rétine.
Quelle distance doit-on respecter entre l’écran et la lentille pour simuler un œil observant sans accommoder (œil au repos)?
Mettre en place l’œil fictif (lentille/cristallin sur la graduation 95 cm).
Effectuer la mise au point en ajustant la position de l’oculaire.
Mesurer la taille de l’image A3B3 sur l’écran et en déduire le diamètre apparent α’de l’image. (Si l’image A3B3 n’est pascomplète, on peut mesurer la taille de l’image d’une partie seulement de l’objet source).
Déterminer le grossissement expérimental G = α / α’. Comparer avec le grossissement théorique.
Compléter la construction schématisant le dispositif.
3.4. Le cercle oculaire.
Le cercle oculaire est l’image de l’objectif donnée par l’oculaire. Construire ce cercle oculaire sur la figure.
Expliquer pourquoi c’est là qu’il faut placer l’œil lors de l’observation d’un astre à travers une lunette astronomique.
Remarque :
Lorsque l’on place la source lumineuse sur le banc, l’index lisible sur le support de la source ne correspond pas à la position de l’objet lumineux. Celui-ci est décalé de 8 cm par rapport à cet index.
12cm 20cm
B
0A
0α
