Focale et temps d'exposition

[Astrowl]

Bonjour à tous,

 

J'ai une question technique, je pense un peu stupide, qui me taraude depuis pas mal de temps.

 

Je lis souvent que plus le tube est rapide (focale courte), plus il est lumineux. Techniquement j'ai du mal à comprendre.

Pour moi la quantité de lumière collectée est liée au diamètre, que le telescope ait une focale de 10 ou 4, pour un même diamètre la quantité de photons collectée est la même.

Alors pourquoi une focale courte permet une exposition moindre pour un même objet ?

 

Merci pour vos explications.

[Fred_76]

Tu confonds focale et ouverture.

 

La focale est une propriété physique de la géométrie du miroir. C'est une longueur qu'on exprime le plus souvent en mm.

 

L'ouverture est le rapport entre la focale et le diamètre utile du télescope (ce n'est pas systématique le diamètre du miroir car on peut le diaphragmer). C'est un rapport entre deux longueurs donc un nombre sans dimension - sans unité. Plus l'ouverture est petite, plus la surface collectrice (à même focale) est grande. Donc un télescope ouvert à 4 aura une surface collectrice plus importante qu'un télescope de même focale ouvert à 5.

[Invité]

Pour moi, c'est très simple :

 

Mon objectif 300mm f/d 5.6

Ma Lulu 800mm f/d 5.6

Mon newton 12" f/d 5.6

 

...auront exactement besoin du même temps de pose pour avoir la même "luminosité" sur les images.

 

MAIS

 

Ils ne verront pas tous la même portion du ciel.

[jgricourt]

Non pas forcement une surface collectrice plus importante, tu rajoutes une barlow et tu augmentes la focale sans toucher au miroir (la surface collectrice)

 

La différence de f/D va jouer sur l'éclairement du capteur photo, celui ci sera plus "intense" avec l'usage d'un instrument de f/D court (peut importe le diamètre !) et donc le temps de pause nécessaire sera réduit CQFD

Modifié 7 février 2018 par jgricourt

[Fred_76]

Le F/D n'a aucune influence sur les étoiles, à diamètre identique. Autrement dit, la même étoile sera aussi lumineuse sur un D200 ouvert à 10 qu'un D200 ouvert à 4. En effet, l'étoile est un objet ponctuel et seul le diamètre compte pour collecter ses photons.

 

Par contre pour un objet présentant une surface lumineuse conséquente, comme une nébuleuse, une galaxie ou une planète du système solaire, c'est le rapport F/D qui compte : plus il est petit, plus l'objet paraîtra lumineux, et plus il est grand plus l'objet paraître sombre. Ça n'est valable qu'en photo car en visuel, le diamètre de notre pupille vient contrecarrer ce gain en le limitant. On ne gagne plus rien quand on atteint une certaine valeur d'ouverture.

 

J'avais fait les calculs permettant de mettre en formule ces affirmations, mais je ne trouve plus la page...

[Invité]

Le F/D n'a aucune influence sur les étoiles, à diamètre identique. Autrement dit, la même étoile sera aussi lumineuse sur un D200 ouvert à 10 qu'un D200 ouvert à 4. En effet, l'étoile est un objet ponctuel et seul le diamètre compte pour collecter ses photons.

 

Tu vas embrouiller les esprits.

[sans miroir]

Il faut se tourner vers la technique photographique traditionnelle ... et tout ce qui concerne optique et ouverture.

[MF_Erwan]

Pour un f/d constant, si tu augmente le diamètre, la focale augmente également. Or la taille de l'image sur le capteur varie aussi avec la focale. Donc tu captera plus de lumière grâce au diamètre, mais elle sera dispersée sur une plus grande surface au niveau du capteur.

[jgricourt]

J'aime bien ton explication elegac c'est très parlant manque plus qu'un schéma et c'est parfait C'est vrai que si l'on a pas fait d'optique avant on a du mal à comprendre pourquoi l'image est plus grande sur le plan focal lorsque la focale est longue or le capteur lui n'est pas extensible et va donc capter toujours le même champ angulaire apparent et lorsque la focale s'allonge (à diamètre constant) l'image grandissante va étaler sa lumière et localement sur le capteur l'intensité sera moindre.

Modifié 7 février 2018 par jgricourt

[Astrowl]

Merci pour vos explications.

Si je comprends bien avec une focale courte le même plan sera plus petit au point focal, qu'avec une focale longue. Un objet précis (par exemple Saturne) paraîtra plus étendu sur la longue focale. Donc autant de photons (si on compare deux telescopes de même diamètre, avec une focale différentes) sur une surface plus ou moins étendue et donc.

[Fred_76]

Oui plus tu étales le beurre sur la tartine, moins il y en a dans ta bouche quand tu en croques un bout. Ça c'est l'analogie pour les objets surfaciques (planètes, Lune, nébuleuses, galaxies).

 

Par contre avec les étoiles c'est différent. Tu ne peux pas étaler le beurre, c'est comme si tu en coupais une tranche toujours de la même épaisseur et que tu la posais sur ta tartine. Si tu prends une grande bouchée, tu en auras beaucoup.