TP Lunette afocale
Version télétravail Avril 2020
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Notes préliminaires
• A défaut d’une lunette afocale, ce TP va se baser sur l’utilisation d’une paire de jumelles, plus accessible.
• Cette présentation décrit différentes méthodes applicables pour caractériser une paire de jumelles, ou un système afocal de manière plus générale.
• Les personnes possédant une paire de jumelles pourront suivre les étapes décrites pour la caractériser, tandis que les autres pourront exploiter les images et mesures fournies.
• Prenez des photos de vos manips et de ce que vous voyez
pour illustrer!
Présentation de la structure d’une paire de jumelles (8x30)
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Objectifs Oculaires
Q1. Que signifie la notation 8x30 ?
Prismes de Porro
Structure interne d’une paire de jumelles
Q2. Quel est le rôle des prismes dans les deux configurations ?
Q3. A quelle condition le faisceau est-il réfléchi sur les faces du prisme ?
Deux configurations possibles mais qui sont similaires dans le principe :
Réglage des jumelles à votre vue
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Réglage distance inter-pupillaire
Ajustement dioptrique
→ Réglez les jumelles à votre vue!
Pour ceux qui ont des jumelles à disposition :
Plus d'infos sur https://www.sisl.ch/technique/pdf/SISL-jumelles.pdf
Calcul de par la mesure des pupilles d’entrée et de sortie
Voici ce que l’on peut voir en éloignant les jumelles de nos yeux et en visant le ciel.
Q4. Que sont ces deux disques bleus?
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Q5. A partir de ces deux images ou de vos propres mesures, et à l’aide des questions de préparation, calculez le grossissement de la paire de jumelles. Donnez, en la justifiant, la précision de cette mesure.
Calcul du champ image
On observe un portail à travers les jumelles. La portion de portail fait m de large
et est distante de m.
Q6. En observant un objet de taille connue qui va d’un bord à l’autre du champ observé et en mesurant la distance d’observation (ou en utilisant les informations de la photo), calculez les champs objet et image de la paire de jumelles utilisée (indiquer l’incertitude).
Comparaison avec une lunette 60x20
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Observation d’un portail à travers la lunette.
La portion de portail fait m de large et est distant de m.
Q7. Déterminez le champ objet de la lunette avec l’incertitude et comparez-le à celui des jumelles.
Commentez.
Calcul de par la méthode des angles
Un œil emmétrope a une limite de résolution d’environ . Autrement dit, quand on éloigne l’œil d’un objet avec des détails fins jusqu’à ne plus être capable de les distinguer, on peut considérer que la taille angulaire des plus petits détails est d’environ . La limite de résolution de l’œil nous donne donc une référence en termes de taille angulaire d’un objet qu’on peut utiliser pour mesurer .
Cette méthode consiste dans un premier temps à observer un objet de taille connue avec des détails fins à une distance suffisante pour être à la limite de résolution et relever la taille angulaire de l’objet observé (considérer les rayons lumineux entrant dans l’œil) ; puis, dans un second temps, à s’éloigner d’autant plus pour atteindre la limite de résolution en observant l’objet à travers les jumelles, et relever une nouvelle fois la taille angulaire de l’objet observé depuis cette nouvelle position (considérer les rayons lumineux entrant dans les jumelles). Le rapport de ces angles nous donne une estimation de .
Q8. Illustrez cette méthode par des schémas.
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Etape 1 : choisir un objet avec des détails fins à observer (les « détails » sont les écritures en bas du panneau bleu) et mesurer sa taille. La hauteur du panneau est de 197 cm (utile pour calibrer les distances sur les images).
Etape 2 : s’éloigner de l’objet jusqu’à atteindre la limite de résolution de l’œil et relever la distance entre l’objet et l’observateur pour déterminer la taille angulaire de l’objet. Ici, la distance est de 8 pas, sachant que3,5 pas font3 m.
Etape 3 : s’éloigner de l’objet jusqu’à atteindre la limite de résolution en observant avec les jumelles et relever la distance objet-observateur (ici, entre 61 et 63 pas) pour déterminer la nouvelle taille angulaire de l’objet.
Q9: calculez une nouvelle valeur de 𝐺 avec son incertitude, basée sur cette méthode.
Et ici!
Zoomer ici!
Composition de la paire de jumelles
L’oculaire se compose d’une lentille PLCX de focale mm, d’une entretoise de longueur mm et d’un doublet de focale mm (mesures effectuées avec un réglet et pied à coulisse).
Q10. Calculez la focale de l’oculaire avec son incertitude (on pourra prendre mm pour intervalle).
Attention, ne procédez pas au démontage de vos jumelles, elles risquent de se briser définitivement! Cantonnez-vous à l’exemple fourni!
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La focale mesurée de l’objectif est de mm.
Q11. Calculez à nouveau le grossissement des jumelles à l’aide des focales.
Comparez avec la valeur constructeur et vos calculs précédents.
