Fonctionnement télescope Newton

[PierreLPP]

Bonsoir, je ne trouve pas sur internet comment fonctionne un télescope de type newton, je parle pas des miroirs etc, mais plutôt de comprendre la focale du télescope, et la focale de loculaire avec du coup la mise au point d’un point de vu théorique et non pratique  merci 

[jeap]

Salut

 

Tu devrais trouver ton bonheur, bonne lecture

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

[PierreLPP]

C’est un super site merci beaucoup, mais j’ai pas trouver d’info concernant une chose:

 

le foyer d’image réel se forme pour l’objectif, et ensuite on met un oculaire pour avoir une image virtuelle, mais comment ça marche ? Je ne vois vraiment pas et aussi le faire coulisser qu’est que ça change ?

[Denis Udrea]

Tu devrais le relire avec attention et en particulier tout ce qui accompagne les images 10 à 19.

 

L'image virtuelle est formée par l'objectif (Lentille pour une lunette, miroir pour un télescope) et non par l'oculaire ! un peu comme l'image inversée de la fenêtre que tu peux former sur ta main en plaçant une loupe (une lentille) entre la fenêtre et ta main.

 

L'oculaire permet de "grossir" cette image virtuelle, comme lorsque tu regarde une fourmi avec une loupe (l'oculaire n'est jamais qu'une loupe un peu sophistiquée)

Lorsque l'on regarde un objet avec une loupe il n'y a qu'une seule position pour laquelle l'image vue n'est pas floue. Pour cela on bouge la loupe, et c'est pour la même raison que l'on doit bouger l'oculaire...

 

Relis bien le texte cette fois.

PS

Ce "fil" n'est pas vraiment dans la bonne rubrique, tu devrais en demander le déplacement vers la rubrique "Conseil aux débutants" ou "Matériel"

Modifié 19 juillet 2020 par Denis Udrea
Oubli du conseil de déplacer le fil dans la bonne rubrique

[PierreLPP]

Bon du coup j'ai relu encore et encore pour tout comprendre.

 

J'ai vraiment bien cerné les idées, mais cependant il me manque un élément (je suis un peu têtu). 
 

L'objectif produit une image sur son plan focal pour un 200/1000 l'image est produite à un endroit bien précis dévié par le miroir plan, on place un oculaire avec sa propre focale et il faut que l'image formée par l'objectif de trouve sur le plan focal de l'oculaire lui même pour avoir une vision "à l'infini". Mais je ne trouve absolument pas comment cela bouge quand on bouge la molette de mise au point.. 

 

Sur une loupe, on peut aussi placer l'objet (notre image de l'objectif du coup) avant le foyer et ça grossis aussi pas obliger de mettre "à l'infini", pourquoi ça ne marche pas avec l'oculaire ?

 

De plus, pourquoi a une certaine position, on peut apercevoir l'araignée du miroir plan !?

[Akiluc]

La lumière entre par l'avant du télescope rebondit sur le primaire puis le secondaire. Et là, tu as un point dans l'espace (ici pas espace dans le sens univers, mais dans le sens endroit) qui se forme grâce à la forme parabolique du miroir. Sur ce point, tous les faisceaux de la lumière étant entré dans le télescope se rejoignent et forment l'image de ce que tu observes. 

L'objectif est ensuite de placer l'oculaire et de grâce à la mise au point, réussir à bien le placer pile à l'endroit où l'image se forme. Si tu es 1mm avant ou après, l'image n'est pas totalement bien créée donc tu as un floue. En fonction de la distance de l'objet le point où tous les faisceaux convergent est différente. Entre un arbre à 50m, à 2km et la lune à 380000kms. 

L'oculaire lui permet uniquement de grossir l'image grâce à ses lentilles. C'est pas lui qui forme l'image, elle l'est déjà avant. D'ailleurs, si tu vises la Lune et que tu mets pas d'oculaire dans le PO, tu peux voir son image flottant dans l'air, là tu as le point focale. 

 

Essaie de te représenter le fonctionnement avec un appareil photo. 

 

Souvent il fait la mise au point lui-même. Lorsque ton appareil photo fait cette mise au point, il bouge les lentilles pour les éloigner/rapprocher l'une de l'autre afin d'obtenir l'image nette. Lorsque la mise au point n'est pas faîte, l'image est floue. C'est pareil pour le télescope. 

 

Concernant l'image de l'araignée, c'est parce qu'il y a un moment où la mise au point est tellement mauvaise que tu ne fais plus ta mise au point uniquement sur les objets qui sont à l'infini mais également sur l'araignée et le secondaire qui sont proches. 

[PierreLPP]

Si je comprends, en théorie je devrais voir l'araignée quand l'image formée par l'objectif se trouve ailleurs que entre la lentille et le foyer objet de l'oculaire ? 
 

Mais pourquoi ça change en fonction de ce qu'on regarde ? J'essaye la de jour et ça ne marche pas je ne vois jamais l'araignée !! Je comprend pas pourquoi ahah..

 

J'aimerais tellement qu'on m'explique ce que ça fait réellement quand on bouge l'oculaire en fesant la mise au point.. j'arrive pas à visualiser.

Modifié 20 juillet 2020 par PierreLPP

['Bruno]

Il y a 6 heures, PierreLPP a dit :

Sur une loupe, on peut aussi placer l'objet (notre image de l'objectif du coup) avant le foyer et ça grossis aussi pas obliger de mettre "à l'infini"

 

Si on veut regarder dans la loupe en mettant nos yeux en mode « infini », les rayons lumineux qui sortent de la loupe doivent être parallèles entre eux. Pour ça, on doit translater la loupe. Il est vrai qu'on n'est pas obligé de regarder dans la loupe en mode « infini ». Lorsqu'on utilise un oculaire, en général l'œil fonctionne  en mode « infini », il faut donc que les rayons qui sortent de l'oculaire soient parallèles entre eux. Ça ne se produit qu'à une position précise. (Je dirais qu'il faut, pour ça, que la distance entre la focale du télescope et l'oculaire soit égale à la distance focale de l'oculaire.)

 

On doit être dans le cas de la deuxième figure :

Ici, F est à la fois le foyer du télescope (il vise vers la gauche) et le foyer de l'oculaire. Les rayons venus d'une étoile convergent (depuis la gauche) vers F, se croisent, et poursuivent leur route (vers la droite), puis atteignent l'oculaire. En sortie de l'oculaire, ils repartent parallèlement (vers la droite, vers l'œil de l'observateur).

 

Si on rapproche l'oculaire, les rayons sortent (vers la droite) en convergeant. Si on éloigne l'oculaire, ils sortent en divergeant. Il faut donc trouver la position précise.

 

(Tout ça est très schématique car un oculaire est complexe, ce n'est pas juste une lentille mince ! Mais il me semble que ça ne change rien à l'essentiel.)

 

 

Il y a 5 heures, Akiluc a dit :

Essaie de te représenter le fonctionnement avec un appareil photo. 

 

Je pense que c'est une mauvaise idée car le capteur d'un appareil photo se place tout simplement au point focal du télescope. Pas l'oculaire, ni notre œil.

[jgricourt]

il y a une heure, PierreLPP a dit :

J'aimerais tellement qu'on m'explique ce que ça fait réellement quand on bouge l'oculaire en faisant la mise au point.. j'arrive pas à visualiser.

 

Lorsque tu bouges la position de l'oculaire à l'aide de la molette du porte oculaire cela rapproche ou recule le point focal formé juste derrière et en pratique il faudrait que ce point focal tombe pile poil sur ta rétine pour bien voir, pour que cela soit net. Dans ce cas le point focal de l'oculaire et de l'instrument coïncident. Enfin les hypermétropes ou les myopes sans leur verres correcteurs devront retoucher cette mise au point par rapport à cette position idéale pour un observateur souffrant d'aucun défaut de focalisation.

 

il y a 39 minutes, 'Bruno a dit :

Je pense que c'est une mauvaise idée car le capteur d'un appareil photo se place tout simplement au point focal du télescope. Pas l'oculaire, ni notre œil.

 

C'est une bonne idée dans la mesure où l'on à compris que le point focal formé sur ton oeil est issu de la lentille même de l'oeil le cristallin.

 

L'oculaire est en réalité une loupe qui sert à grossir l'image trop petite formée sur la plan focal par l'instrument (on tenter l'expérience avec une loupe classique ça marche aussi), cette image existe il suffit de la projeter sur une feuille de papier (avec la lune en point de mire par ex)

[Akiluc]

il y a 34 minutes, 'Bruno a dit :

Je pense que c'est une mauvaise idée car le capteur d'un appareil photo se place tout simplement au point focal du télescope. Pas l'oculaire, ni notre œil.

Je parlais ici d'un appareil photo en utilisation normale hors astrophoto. Lorsqu'il fait sa mise au point pour faire converger la lumière sur le capteur et donc éviter d'avoir le flou qu'on voit qu'avant le MAP soit faîte. 

C'est pareil à l'oculaire. On part d'une image flou et on cherche à positionner l'oculaire afin que la mise au point arrive à l'endroit où toute la lumière converge et n'apparait pas floue. 

 

Enfin je sais pas si mon image est très claire ou pas. 

[jgricourt]

Oui Akiluc je pense qu'on a compris, d'ailleurs on peut catégoriser les instruments d'optique en 2 catégories, les instruments objectifs (miroirs paraboliques ou doublets) capables de former une image réelle des objets et les instruments subjectifs (les oculaires) qui eux produisent une image virtuelle que l'on ne peut voir qu'avec nos yeux. 

[Akiluc]

il y a 18 minutes, jgricourt a dit :

C'est une bonne idée dans la mesure où l'on à compris que le point focal formé sur ton oeil est issu de la lentille même de l'oeil le cristallin.

Il ne faut pas oublier effectivement que l'oeil fait lui aussi sa propre mise au point en tout temps en fonction de ce qu'on regarde! 

Il modifie sa forme afin de modifier l'emplacement du point focal à l'intérieur du globe oculaire et faire apparaître l'image sur la rétine. 

C'est d'ailleurs la source de problème de visibilité comme la myopie où l'oeil n'est plus capable de faire la MAP Sur les objets proches ou lointain en fonction du problème.

 

Mais je pourrais pas m'étaler plus sur le sujet, j'ai "rapidement" étudié ça l'année dernière en cours d'option euro.

[jgricourt]

il y a 6 minutes, Akiluc a dit :

Il ne faut pas oublier effectivement que l'oeil fait lui aussi sa propre mise au point en tout temps en fonction de ce qu'on regarde! 

Il modifie sa forme afin de modifier l'emplacement du point focal à l'intérieur du globe oculaire et faire apparaître l'image sur la rétine. 

C'est d'ailleurs la source de problème de visibilité comme la myopie où l'oeil n'est plus capable de faire la MAP Sur les objets proches ou lointain en fonction du problème.

 

Mais je pourrais pas m'étaler plus sur le sujet, j'ai "rapidement" étudié ça l'année dernière en cours d'option euro.

 

Oui mais lorsque les rayons sont à l'infini (donc parallèles entre eux) comme en utilisation astro, le cristallin est complètement relâché et parfois malheureusement c'est insuffisant lorsqu'il y a un défaut de focalisation et c'est là que la mise au point résout le pb exactement comme le ferait des verres correcteurs.

[PierreLPP]

Donc énième tentative, la lumière arrive dans le miroir primaire, rebond vers le secondaire, qui forme un point focale où on a une image. Ensuite on place loculaire de sorte que cette image sois pile poil sur la plan focal de lui même de sorte a avoir une image virtuelle à l'infini et que le grossiement sois donc effectif.

 

J'ai donc compris je crois la "bonne situation".

 

Mais si l'image formée par l'objectif est trop prêt de la lentille de l'oculaire, en théorie on devrait tout de même avoir une image virtuelle qui ne va pas à l'infini mais visible non ??

 

Et si à contrario, l'image formée est après le point focal, on devrait avoir une image réelle et plus virtuelle qui serais "merdique" puisque ça ne grossirait pas, au contraire et en plus on la verrais flou puisque elle se projèterait trop loin, c'est ça ? Et c'est dans ce cas si que l'on voit l'araignée ? 

[PierreLPP]

Je m'exaspère avec mes propres questions mais je n'est toujours pas le déclic du: "J’ai compris".

 

comment c'est possible de voir l'araignée des fois et d'autre fois non..

[jgricourt]

il y a 9 minutes, PierreLPP a dit :

Mais si l'image formée par l'objectif est trop prêt de la lentille de l'oculaire, en théorie on devrait tout de même avoir une image virtuelle qui ne va pas à l'infini mais visible non ??

 

Oui si tu es myopes tu verra net dans ce cas  

['Bruno]

Il y a 16 heures, PierreLPP a dit :

Mais si l'image formée par l'objectif est trop prêt de la lentille de l'oculaire, en théorie on devrait tout de même avoir une image virtuelle qui ne va pas à l'infini mais visible non ??

 

Disons qu'il y a peut-être une petite zone pour laquelle l'oeil adaptera sa propre mise au point même si les rayons ne sont pas parfaitement parallèles (au lieu de regarder à l'infini, on regardera de près). Mais si on continue à translater l'oculaire, ce ne sera plus possible.

[PierreLPP]

3 hours ago, 'Bruno said:

Disons qu'il y a peut-être une petite zone pour laquelle l'oeil adaptera sa propre mise au point même si les rayons ne sont pas parfaitement parallèles (au lieu de regarder à l'infini, on regardera de près). Mais si on continue à translater l'oculaire, ce ne sera plus possible.

 

hmm oui l'œil aurait plutôt tendance à rester en mode repos je présume. Donc j'ai visualiser enfin le truc, si on voit l'araignée c'est parce que les rayons ne sont pa assemblés en un point sur la rétine et que donc on distingue l'obstruction du miroir plan. 
 

Mais cela se fait pour chaque point lumineux, exemple, si je regarde un champs étoilé, chaque étoile va voir une araignée en son centre au fur à mesure que je pars loin de la netteté. Comment peut-on expliquer ça ? Je vois bien que vu que chaque point provient de l'infini, en chaque point on devrait avoir une araignée mais comment se fait t'il que tous les points d'une étoile s'assemble pour avoir une seule araignée au centre ?

[PEV77]

Il y a 1 heure, PierreLPP a dit :

Mais cela se fait pour chaque point lumineux, exemple, si je regarde un champs étoilé, chaque étoile va voir une araignée en son centre au fur à mesure que je pars loin de la netteté. Comment peut-on expliquer ça ? Je vois bien que vu que chaque point provient de l'infini, en chaque point on devrait avoir une araignée mais comment se fait t'il que tous les points d'une étoile s'assemble pour avoir une seule araignée au centre ?

"les points" d'une étoile c'est une vue de l'esprit ! à chaque fois tu oublies le pouvoir discriminant de ton oeil qui n'est pas infini ; autrement on verrait les exoplanètes à l'oeil nu ! un telescope, peu importe le modèle, réalise une concentration de lumière. ce qu'on appelle le foyer n'est d'ailleurs pas un point  mathématique : il y a plusieurs longueurs d'onde là-dedans, à différents niveaux d'energie et on peut considérer qu'il s'agit d'un cône plus ou moins allongé (plus il est court meilleure est l'optique ) .justement pourquoi voit-on l'araignée tu veux dire les branches (on a compris) sur les étoiles les plus brillantes et pas sur les faibles ce qui te paraît illogique ? IL IY A BIEN DES BRANCHES D'ARAIGNEES SUR LES PLUS FAIBLES POURTANT mais on ne les voit pas tout simplement !  parce que ce n'est pas le même niveau d'énergie lumineuse que les grosses qui elles produisent une onde plus forte : c'est de la diffraction de lumière.

[jgricourt]

Il y a 3 heures, PierreLPP a dit :

Comment peut-on expliquer ça ? Je vois bien que vu que chaque point provient de l'infini, en chaque point on devrait avoir une araignée mais comment se fait t'il que tous les points d'une étoile s'assemble pour avoir une seule araignée au centre

 

Ce que tu appels "araignée" c'est ce que l'on appel communément une figure de diffraction, ce n'est pas l'araignée accrochée au tube que tu vois mais l'effet qu'elle produit au passage de la lumière. 

 

Tiens voilà ce que produit un télescope en fonction de la forme physique de l'araignée faisant obstacle au passage de la lumière :

 

 

Sans obstacle devant le tube ('exemple avec une lunette) à la place d'un point lumineux sans dimension tu verrais ça si tu grossissait suffisamment (une tache de Airy) :

 

[Toutiet]

Attention Denis Udrea :

"L'image virtuelle est formée par l'objectif"

Grosse erreur : l'objectif fournit une image REELLE,  et non virtuelle !

 Tu peux d'ailleurs la recueillir sur une feuille de papier, ce qui prouve qu'elle est bien là !

 

Et, pour Pierre LPP, c'est cette image que tu regardes avec la loupe (complexe) que constitue l'oculaire, dans lequel tu observes une image... virtuelle 😉.

Modifié 21 juillet 2020 par Toutiet

[PierreLPP]

Ahhh oui je vois merci !! Les myopes peuvent corriger en aprochant l'objet de la lentille et du coup en augmentant la divergence et du coup en mettant l'image correctement sur la rétine. Mais pour les hypermétropes, augmenter la divergence ça sert a rien et pour réduire la convergence, ils devraient mettre l'objet après la focale de l'oculaire et du coup on aurais plus de grossissement.. comment font-ils ?

 

edit: comment se fait t'il qu'à un endroit de positionnement on est logiquement plus d'image virtuelle mais une réelle lol, projetée et qu'on est toujours le grossissement ?

Modifié 21 juillet 2020 par PierreLPP

['Bruno]

Le 21/07/2020 à 16:30, PierreLPP a dit :

Je vois bien que vu que chaque point provient de l'infini, en chaque point on devrait avoir une araignée mais comment se fait t'il que tous les points d'une étoile s'assemble pour avoir une seule araignée au centre ?

 

Quand le télescope capte de la lumière provenant d'une seule étoile, il la capte via tous les rayons lumineux issus de cette étoile qui rentrent dans le télescope. Tous ces rayons, et ils sont une multitude (en théorie une infinité), arrivent dans le télescope parallèlement. Donc certaines d'entre eux sont bloqués par l'araignée, tandis que d'autres passent à côté de celle-ci. Il y en a qui la rasent de justesse. Par rapport à l'ensemble de ces rayons, l'araignée fait de l'ombre au miroir. Ainsi, la lumière provenant d'une seule étoile atteint tout le miroir primaire sauf la zone d'ombre. Et ceci est vrai pour chaque étoile.

 

Dans ce schéma :

 

tous les rayons lumineux dessinés proviennent de la même étoile (ils sont parallèles à l'entrée du télescope), qui est située au centre du champ (ils ont la même direction que l'axe du télescope).

 

S'il y a une deuxième étoile à côté du centre, par exemple à gauche, elle donne ce schéma :

Tous les rayons lumineux dessinés proviennent d'une même étoile située à gauche du centre (ils sont dirigés un peu à gauche de l'axe du télescope). Cette fois on voit bien la zone d'ombre.

- Si à l'oculaire on a atteint la mise au point, tous ces rayons (provenant d'une seule étoile) convergent : on voit un point.

- Imaginons que l'oculaire soit positionné plus proche du tube (vers la gauche sur le dessin) : il va intercepter les rayons lumineux avant qu'ils aient convergé. L'ensemble de la lumière provenant de cette étoile sera donc étalé (ça se voit sur le dessin, non ?), et dans cet étalement il y a la zone d'ombre (qui est ici décentrée car notre étoile est située nettement hors axe). On peut faire le même raisonnement pour l'étoile située dans l'axe, sur le premier schéma.

 

Il me semble que ça explique pourquoi toutes les étoiles du champ montrent l'ombre du secondaire sous forme d'un petit point noir plus ou moins au milieu du disque.

 

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Une remarque pour ne pas embrouiller PierreLPP : quand il parle de voir une araignée pour chaque étoile, il ne parle pas de l'image de diffraction mais de l'image du disque complètement défocalisé devant lequel se projettent le miroir secondaire et même, parfois, les branches de l'araignée. En effet, je cite la phrase (c'est moi qui souligne) :

 

Citation

 chaque étoile va voir une araignée en son centre au fur à mesure que je pars loin de la netteté

 

 

[PEV77]

Il y a 2 heures, 'Bruno a dit :

Une remarque pour ne pas embrouiller PierreLPP : quand il parle de voir une araignée pour chaque étoile, il ne parle pas de l'image de diffraction mais de l'image du disque complètement défocalisé devant lequel se projettent le miroir secondaire et même, parfois, les branches de l'araignée. En effet, je cite la phrase (c'est moi qui souligne)

Ah ok il parlait de défocalisation, d'où sa déception de ne pas voir l'araignée  lors des mises au point de jour....

['Bruno]

Ah, zut, tu mets le doute...

 

OK, c'est bon :

 

Le 20/07/2020 à 13:49, PierreLPP a dit :

De plus, pourquoi a une certaine position, on peut apercevoir l'araignée du miroir plan !?

 

Il me semble que cette question indique bien qu'il s'agit de l'araignée vue lorsque l'étoile est très défocalisée (et que les branches sont épaisses), pas de l'image de diffraction.