A4 – La lunette astronomique - Le télescope de Newton
I. La lunette astronomique
1. Etude préalable
:
Utilité d’une lunette astronomique :
………
………..
Dans une lunette astronomique, on regarde à la loupe (l’oculaire), l’image formée par une lentille convergente (l’objectif), d’un objet éloigné.
OBJECTIF :
Vous disposez de deux lentilles. Retrouvez expérimentalement leur distance focale :
f1’ = 20 cm f2’ = 10 cm
L’objet observé étant situé à l’infini, où se trouvera l’image intermédiaire A’B’ ?
1
A '
O
= ………..On désire déterminer laquelle de ces deux lentilles donne une image intermédiaire A’B’ la plus grande (rôle de l’objectif ). Faire un schéma pour chacune des lentilles, à l’échelle 1/10e .
L’image d’un objet situé à l’infini se forme ………
Plus la distance focale de la lentille est ………...., plus l’image obtenue est grande.
Laquelle des deux lentilles choisirez vous comme objectif ? (indiquez sa distance focale) Donc ici
O
1A '
= ………..OCULAIRE :
Conditions d’observation sans fatigue pour l’œil : ……….
En déduire la position de l’image intermédiaire A’B’ :
2
A '
O
= ……….En déduire la distance entre les deux lentilles :
O
1O
2 = ………..La lentille ainsi constituée est appelée lunette afocale.
1
2. Modélisation de la lunette L’objet sera une maison lointaine .
Placer la lentille L1, simulant l’objectif, sur le banc, et récupérer l’image intermédiaire A’B’ sur un écran.
Mesurer la distance O1A’. Conclure.
Utiliser la lentille L2 comme loupe : placer L2 juste derrière A’B’, puis l’éloigner progressivement de A’B’ pour observer une image nette la plus grande possible.
Mesurer la distance O1O2 = ………..
Que peut-on dire de l’image obtenue ?
3. Construction à l’échelle
Représenter le schéma correspondant au montage réalisé à l’échelle 1/5.
Vérifier les éléments de la construction par le calcul en complétant le tableau suivant dans le même ordre que la construction :
L1 : objectif L2 : oculaire
Objet ……….. Image ……
…..
Objet ………. Image ………
Position
Formule de conjugaison à utiliser
caractéristiqu es
4. Grossissement de la lunette
Soit α l’angle sous lequel on voit l’objet situé à l’infini sans instrument.
Soit α’ l’angle sous lequel on voit l’image à travers l’instrument.
Placer α et α’ sur le schéma ci-dessus, exprimer les en considérant que tan α = α (angle petit).
Exprimer, puis calculer, le grossissement de la lunette simulée.
2
5. Conclusions
Une lunette grossit d’autant plus que la focale de l’objectif est ……… et celle de l’oculaire ………..
Mais augmenter f’1 présente deux inconvénients : cela augmente la longueur de l’instrument, et la perte de luminosité s’accroît.
Une autre grandeur entre donc en jeu : le diamètre de l’objectif. Plus il sera grand, plus l’image finale sera lumineuse.
Ainsi, une lunette portant l’inscription (400x70) indique un grossissement G = 400, et un diamètre de l’objectif de 70 mm.
6. Position de l’œil
: cercle oculaire
Orienter la lampe face à la lunette simulée. La lampe doit être placée le plus loin possible.
Déplacer l’écran derrière L2 et repérer la section du faisceau la plus étroite sortant de la lunette.
Position de cercle oculaire :
Rappel : le cercle oculaire est l’image de l’objectif donnée par l’oculaire. L’œil doit être placé à son voisinage pour recevoir un maximum de lumière.
Vérifier la position du cercle oculaire sur un schéma :
