Physique-Chimie · Terminale · Ondes et signaux
Système optique et formation d’images : la lunette astronomique
Deux lentilles, un foyer commun.
En bref
Une lunette astronomique ne rapproche rien : elle augmente l’angle sous lequel on voit l’objet.
Une lunette astronomique ne rapproche rien : elle augmente l’angle sous lequel on voit l’objet. Tout le chapitre tient dans cette phrase.
La lentille mince convergente
Caractérisée par sa distance focale f′ ou sa vergence V = 1/f′, en dioptries.
| Rayon incident | Ce qu’il devient |
|---|---|
| Passant par le centre optique O | Non dévié |
| Parallèle à l’axe | Il passe par le foyer image F′ |
| Passant par le foyer objet F | Il ressort parallèle à l’axe |
Trois rayons, aucun calcul : c’est la construction de base.
Les relations
| Relation | Formule | Ce qu’elle donne |
|---|---|---|
| Conjugaison | 1/OA′ − 1/OA = 1/f′ | La position de l’image |
| Grandissement | γ = A′B′/AB = OA′/OA | Sa taille et son sens |
Les mesures sont algébriques, comptées dans le sens de propagation à partir de O. Un grandissement négatif signale une image renversée.
L’objet à l’infini
Un astre est si lointain que ses rayons arrivent parallèles. Leur image se forme donc exactement dans le plan focal image — et si l’astre est vu sous le diamètre apparent θ :
A₁B₁ = f′₁ × θ, avec θ en radians
La lunette afocale
| Élément | Sa focale | Son rôle |
|---|---|---|
| L’objectif | Grande, f′₁ | Il donne une image réelle dans son plan focal |
| L’oculaire | Courte, f′₂ | On y observe cette image |
Le montage est afocal quand F′₁ = F₂ : le foyer image de l’objectif est confondu avec le foyer objet de l’oculaire.
L’image finale est alors rejetée à l’infini, ce qui permet à l’œil d’observer sans accommoder. Ce n’est pas un détail de montage : c’est la condition d’un confort d’observation sur plusieurs heures.
Le grossissement
G = θ′ / θ = f′₁ / f′₂
| Pour grossir davantage | Ce qu’il faut |
|---|---|
| Augmenter G | Un objectif de grande focale |
| Augmenter G | Un oculaire de courte focale |
C’est en changeant d’oculaire qu’on change de grossissement. L’image finale est renversée — sans importance en astronomie.
Ce qui limite vraiment une lunette
| Ce qu’on croit limitant | Ce qui l’est vraiment |
|---|---|
| Le grossissement | Le diamètre de l’objectif |
Le diamètre fixe la lumière collectée — donc la capacité à voir les objets faibles — et la limite de diffraction, donc le pouvoir séparateur.
Grossir au-delà ne fait qu’agrandir une image floue : c’est le « grossissement vide » des publicités d’instruments bon marché.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Où se forme l’image d’un objet situé à l’infini à travers une lentille convergente ?
2.Une lunette est dite afocale quand…
3.Quelle est l’expression du grossissement d’une lunette afocale ?
4.Un rayon passant par le centre optique d’une lentille mince…
5.L’image donnée par une lunette astronomique est renversée.
6.Quelle est la relation de conjugaison d’une lentille mince ?
0 / 6 questions
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La fiche de révision, sur une page
Tout « Lunette astronomique » sur une seule page A4 illustrée : l’essentiel, les pièges et un mini-test. Elle se débloque dans l’app avec des gemmes — et ton compte gratuit en offre assez pour tes trois premières fiches.
