Le point sur la clarté et le diamètre

[Foldedol]

Bonjour, 

 

J'aimerais faire le point sur ma compréhension des notions de clarté et de diamètre.

Et j'ai besoin d'une petite confirmation.

 

Rendons tout d’abord une fois de plus hommage à Serge Bertello, dont les pages me sont décidément d'un grand secours. Voici celle qui concerne la clarté : 

http://serge.bertorello.free.fr/optique/instrum/luminosite.html

 

Je ne vais pas tout citer et négliger un certain nombre de paramètres car j’aimerais résumer ma compréhension.
Mais pouvez vous me confirmer que celle ci est correcte ?

 

La voici :

 

- Dans le cas d'un objet ponctuel (Une étoile) :

La clarté de l'objet est fonction du diamètre. 

Un plus gros diamètre rend donc les étoiles plus "brillantes", et fait apparaître des étoiles qu'on ne voyait alors pas avec un plus petit

 

Pour le cas des objets étendus :

- Un objet étendu est un objet qui n'est pas ponctuel, et peut donc subir un grossissement. 

Est ce la bonne définition ?

Les amas globulaires sont ils des objets hybrides ? 

 

- Dans le cas d'un objet étendu : 

La clarté de l'objet est fonction du grossissement. Plus on grossit, plus la clarté diminue. 

Autrement dit, l'image n'est pas plus lumineuse qu'à l’œil nu. Et le diamètre n'est d'aucun secours.

Est ce bien exact ? 

 

En revanche (et c'est là où j'ai un gros doute  sur mon interprétation) : Le diamètre offre une résolution supérieure de l'image, et donc une capacité à se "rapprocher" de l'image pour mieux la percevoir.

La luminosité étant égale par ailleurs, l'objet est bien plus perceptible. 

Est ce bien exact ?

Modifié 14 mai 2019 par Foldedol

[Bromar]

Bonjour,

 

il y a 30 minutes, Foldedol a dit :

Autrement dit, l'image n'est pas plus lumineuse qu'à l’œil nu. Et le diamètre n'est d'aucun secours.

Est ce bien exact ? 

 

 

Alors je ne suis pas un expert, et d'autres viendrons me contredire si je me trompe, mais, d'après moi, qu'un objet soit ponctuel ou diffus, plus ton diamètre est grand, plus ton outil capteras de lumière et donc ton objet sera plus lumineux.

Modifié 14 mai 2019 par Bromar

[Bromar]

il y a 58 minutes, Foldedol a dit :

En revanche (et c'est là où j'ai un gros doute  sur mon interprétation) : Le diamètre offre une résolution supérieure de l'image, et donc une capacité à se "rapprocher" de l'image pour mieux la percevoir.

 

C'est cela, pour information on peut calculer approximativement la distance (en Km) la plus faible à partir de laquelle tu pourras distinguer deux points distinct par le calcul suivant : 

 

où P (pouvoir séparateur) = ( 120 / diamètre de ton télescope) et D la distance qui te sépare de l'objet que tu observe.

Modifié 14 mai 2019 par Bromar

[Foldedol]

il y a une heure, Bromar a dit :

Bonjour,

 

Alors je ne suis pas un expert, et d'autres viendrons me contredire si je me trompe, mais, d'après moi, qu'un objet soit ponctuel ou diffus, plus ton diamètre est grand, plus ton outil capteras de lumière et donc ton objet sera plus lumineux.

 

C'est précisément le point qui me pose un soucis intuitif.
J'ai bien lu que l'image n'est pas plus lumineuse qu'à l’œil nu.

[Toutiet]

Exact, l'image n'est pas plus lumineuse qu'à l'œil nu, et sa luminosité diminue en fonction du grossissement.

 

Le principe de compréhension de ce fait est très simple :

 

1) Quand on observe à l'œil nu un objet de diamètre apparent non nul (objet dit "étendu"), l'œil reçoit une certaine quantité de lumière fixée par l'objet certes, mais dépendante  du diamètre d de la pupille.

 

2) Quand on observe ce même objet au travers d'un instrument de diamètre D, sous un grossissement tel que le diamètre de sa pupille de sortie soit égale au diamètre d de la pupille de l'œil (grossissement Géq dit "grossissement équipupillaire"), il y a effectivement un gain important sur la quantité de lumière captée (dans le rapport des surfaces collectrices). Ce gain est égal au rapport des dites surfaces et donc égal à (D/d)^2 = Géq^2.

 L'instrument joue un rôle d'entonnoir qui laisserait penser, dans un premier temps, à un gain important de luminosité de l'objet observé. Il n'en n'est rien.

 

3) En effet, à travers l'instrument, l'objet observé subit un grossissement Géq. Son diamètre apparent est multiplié par Géq et sa surface apparente par Géq^2. 

 

4) Bilan lumineux :

La quantité de lumière captée a bien été multipliée par Géq^2 mais elle est maintenant répartie sur une surface apparente elle-aussi multipliée par Géq^2, de sorte que le bilan luminosité/surface apparente est le même que lorsqu'on observe à l'œil nul. L'objet étendu a le même éclat. 

CQFD

 

C'est pour cette raison, en particulier, que l'observation de la Lune au travers d'un instrument ne présente pas plus de danger, pour la rétine de l'œil, que son observation à l'œil nu, à ceci près que, globalement, l'œil reçoit plus de lumière, laquelle génère un éblouissement désagréable mais sans danger.

 

Nota : Au-delà du grossissement équipupillaire Géq, la luminosité de l'objet étendu subira alors une baisse de luminosité dans le rapport (G/Géq)^2 , G étant le grossissement effectif sous lequel on regarde l'objet étendu. 

 

Modifié 14 mai 2019 par Toutiet

[Bromar]

Je suis bien d'accord, je n'ai pas dit que l'objet est plus lumineux qu'a l'oeil nu, simplement que tu gagne en luminosité avec un diamètre plus grand.

[Toutiet]

Ah si, je cite :

"...donc ton objet sera plus lumineux".

 

 

Modifié 14 mai 2019 par Toutiet

[Bromar]

Il y a 3 heures, Bromar a dit :

plus ton diamètre est grand, plus ton outil capteras de lumière et donc ton objet sera plus lumineux.

Soyons précis et reprenons la citation exacte

 

Mais je comprend, je n'ai pas été assez clair, ce que je voulais dire, c'est que dans un tube de grand diamètre l'objet sera plus lumineux que dans un tube de plus petit diamètre, mais ne sera jamais plus lumineux qu'à l'œil nu. 

 

Maintenant que j'ai éclairci ma pensé, peut être que je me trompe. Dans ce cas là je vous laisse démentir mes propos

 

 

Edit: je vient de voir ton développement et effectivement je n'avais connaissance de ce rapport. Merci de ta précision. 

Modifié 14 mai 2019 par Bromar

[jgricourt]

Derrière tout ça il y a une notion très importante c'est la pupille de sortie. Deux instruments ayant la même pupille de sortie montrerons les mêmes objets avec la même intensité lumineuse. A l'oeil nu dans le noir total la pupille se situe entre 6 et 7mm et derrière un instrument on a moins en général.

 

Par conséquent la lune vue dans un télescope de 1 mètre ne sera pas plus lumineuse qu'a l'oeil nu !

[cyrille-86]

A pupille de sortie  égale , la luminosité est la même . Mais l'image est plus ou moins grosse .

Par exemple dans dans T100  f/d 5(focale 500). Si un objet occupe la moitié du champs . Ce même objet dans un T200 f/d 5(focale 1000) prendra tout le champs dans le même oculaire(deux fois plus de grossissement)  (  pupille de sortie égale) . Mais la" Luminosité de surface "sera la même .

 

Par compte si tu double le grossissement du T100  pour atteindre celui du T200 , là tu perd en "luminosité de surface" (divisé par 4 )

 

J'espère être clair 

Modifié 14 mai 2019 par cyrille-86

[cyrille-86]

il y a 26 minutes, jgricourt a dit :

 

 

Par conséquent la lune vue dans un télescope de 1 mètre ne sera pas plus lumineuse qu'a l'oeil nu !

Oui mais comme avec ce T1000 tu reçois des millier de fois la lumière que peut collecter ton œil , sans filtre ça doit quand même être un coup à se décoller la rétine 😁

[Toutiet]

Bromar, tu dis ;

"Mais je comprend, je n'ai pas été assez clair, ce que je voulais dire, c'est que dans un tube de grand diamètre l'objet sera plus lumineux que dans un tube de plus petit diamètre, mais ne sera jamais plus lumineux qu'à l'œil nu". 

 

 

Dans un tube de grand diamètre, le grossissement équipupillaire sera plus élevé que dans un tube de petit diamètre et donc l'objet étendu apparaîtra  plus gros, donc de surface apparente plus importante que dans le tube de petit diamètre. Mais, au final, sa luminosité apparente à l'oculaire sera la même puisque, dans le premier cas, la quantité de lumière captée est plus grande mais répartie sur une surface plus grande que dans le second cas où il y a moins de lumière captée mais répartie sur une surface plus petite.

Au grossissement équipuillaire, l'objet n'apparaîtra donc pas plus lumineux.  

[Foldedol]

Effectivement la pupille de sortie traduit bien les choses.

J'en conclue que mon énoncé est juste. 

 

Merci.

 

Sur les amas globulaires on cumule bien les 2 phénomènes ? (Objet ponctuel et objet étendu)

[jgricourt]

Il y a 12 heures, cyrille-86 a dit :

Oui mais comme avec ce T1000 tu reçois des millier de fois la lumière que peut collecter ton œil , sans filtre ça doit quand même être un coup à se décoller la rétine 😁

 

Non justement, des milliers de fois plus de lumière mais aussi des milliers de fois plus étalée ! Et puis comme la lune occupera tout le champ ta pupille va automatiquement se fermer donc on sera loin de la brulure  

[ChaCam]

Moi j'écoute mes yeux avant le raisonnement :

Quand je regarde la lune à l’œil nu je n'ai pas d'éblouissement.

Quand je regarde la lune dans mon Dobson ou dans ma lunette, mes yeux me demandent un filtre, que je leur donne.

Faire confiance aux réflexes de son corps, c'est ce qui a permis à l'humanité de survire.

[Bromar]

il y a 31 minutes, ChaCam a dit :

Quand je regarde la lune à l’œil nu je n'ai pas d'éblouissement.

Quand je regarde la lune dans mon Dobson ou dans ma lunette, mes yeux me demandent un filtre, que je leur donne.

 

Si j'ai bien compris, cela vient du fait que quand tu regarde la lune à l'oeil nu, celle ci représente un petit disque su fond noir (je schématise) tandis que quand tu la regarde via ton instrument, celle ci occupe la totalité de ton champs de vison. En fait c'est comme ci tu regardais une ampoule de loin, ça passe, mais si tu vas coller ton oeil dessus (le fait pas !!!!) ça va te cramer les yeux, pourtant ton ampoule est pas plus lumineuse qu'avant.

[cyrille-86]

il y a 16 minutes, Bromar a dit :

 

Si j'ai bien compris, cela vient du fait que quand tu regarde la lune à l'oeil nu, celle ci représente un petit disque su fond noir (je schématise) tandis que quand tu la regarde via ton instrument, celle ci occupe la totalité de ton champs de vison. En fait c'est comme ci tu regardais une ampoule de loin, ça passe, mais si tu vas coller ton oeil dessus (le fait pas !!!!) ça va te cramer les yeux, pourtant ton ampoule est pas plus lumineuse qu'avant.

 exactement!

Modifié 15 mai 2019 par cyrille-86

[ChaCam]

C'est exact que l'ampoule ou la lune n'est pas plus lumineuse qu’avant, mais son effet sur mes yeux n'est pas le même, donc il faut se protéger.

Ce qui me gène dans le raisonnement c'est qu'il laisse entendre que "comme ce n'est pas plus lumineux qu'avant il n'y aurait pas besoin de se protéger".

Mais on est d'accord : " (le fait pas !!!!) ça va te cramer les yeux "

 

J'ai déjà lu sur d'autres sujets qu'il n'y avait pas besoin de se protéger pour regarder la lune dans un tube, qu'il suffisait de laisser une lampe allumée à côté.

J'ai testé la lampe et je déconseille cette solution. Dans le support débutant il faut éviter les mauvais conseils. Après chacun fait comme il veut.

[jgricourt]

il y a une heure, Bromar a dit :

Si j'ai bien compris, cela vient du fait que quand tu regarde la lune à l'oeil nu, celle ci représente un petit disque su fond noir (je schématise) tandis que quand tu la regarde via ton instrument, celle ci occupe la totalité de ton champs de vison. En fait c'est comme ci tu regardais une ampoule de loin, ça passe, mais si tu vas coller ton oeil dessus (le fait pas !!!!) ça va te cramer les yeux, pourtant ton ampoule est pas plus lumineuse qu'avant.

 

Non ce n'est pas du tout pareil !

 

Car la lune ne se rapproche pas physiquement de toi lorsque tu la regarde avec un gros instrument. L'irradiation de ta rétine en watt/mm2 est la même que la lune soit observée à l'oeil nu ou derrière 1mètre de diamètre 

[ChaCam]

Il y a 2 heures, jgricourt a dit :

L'irradiation de ta rétine en watt/mm2 est la même que la lune soit observée à l'oeil nu ou derrière 1mètre de diamètre

 

Ce n'est pas ce que ressent mon œil et c'est son avis que j'écoute.

[Bromar]

Il y a 3 heures, jgricourt a dit :

 

Non ce n'est pas du tout pareil !

 

Car la lune ne se rapproche pas physiquement de toi lorsque tu la regarde avec un gros instrument. L'irradiation de ta rétine en watt/mm2 est la même que la lune soit observée à l'oeil nu ou derrière 1mètre de diamètre 

 

Je ne suis pas d'accord. 
Fais l'essai, pointe le soleil et met un papier à la place de ton oculaire, il prend feu. Maintenant met le papier sur une table au soleil, il ne se passe rien. Et là on ne parle pas de luminosité, mais bien d'énergie (watt).

[jgricourt]

Certe mais on n'est pas dans le même cas non plus. Le cristallin de ton oeil est aussi une lentille convergente comme l'oculaire et concentre de la même manière les rayons et pourtant personne ne s'est jamais brulé en regardant la lune  

 

L'instrument seul construit une image invisible (oui oui !) mais rendue visible par projection si l'on place une feuille de papier au plan focal, la luminosité de celle ci dépend effectivement du diamètre et de la focale cependant l'oculaire placé devant va augmenter les dimensions angulaires de l'objet qui une fois reconstruit sous forme d'une image sur le rétine sera considérablement étalé (le grossissement !) et l'intensité de l'éclairement ne sera plus du tout le même que l'image projetée sur notre feuille de papier. C'est donc bien la pupille de sortie qui indique la quantité de lumière qui entre dans l'oeil, très petite lorsqu'on observe la lune derrière un oculaire par exemple donc une luminosité surfacique bien inférieure à ce qu'on verrait à l'oeil nu et sinon égale si on arrivait à contrecarré la fermeture de réflexe de l'iris pour faire entrer tout le flux provenant de la pupille de sortie de l'instrument.

 

Il y a 1 heure, ChaCam a dit :

 

Ce n'est pas ce que ressent mon œil et c'est son avis que j'écoute.

 

Ce que tu ressent c'est que toute la surface de ta rétine est copieusement éclairée avec un bon grossissement, tu es éblouis et le réflexe est de rétracter l'iris mais par unité de surface ce n'est pas plus intense.

[cyrille-86]

je suis d'accord sur le fait que c'est pas dangereux , mais à faible grossissement dans un gros diametre t'en prend plein la tronche quand même , il faut appeler un chat , un chat . 

 

[Toutiet]

jgricourt, tu dis : 

"... si on arrivait à contrecarré la fermeture de réflexe de l'iris pour faire entrer tout le flux provenant de la pupille de sortie de l'instrument".

Mais c'est l'inverse qui se produit, et ce n'est pas comme cela que ça marche.

La pupille de sortie de l'instrument est toujours plus petite que la pupille de l'œil et il n'y a pas de "fermeture réflexe de l'iris". Tout le flux de la pupille de sortie de l'instrument pénètre dans la pupille de l'œil (sauf pour des grossissements inférieurs au grossissement équipupillaire).

 

[jgricourt]

Non pas du tout Toutiet ou alors je me suis mal exprimé, je parlais du cas d'un objet aussi lumineux que la lune observée au travers d'un instrument et je confirme l'iris se ferme un peu dans ce cas et donc on observe pas la lune avec un iris ouvert à pleine ouverture de 6 ou 7mm surtout la nuit lorsque l'oeil à déjà pris le temps de s'adapter à l'obscurité