Diamètre de pupille en fonction de la focale et du champs apparent de l’oculaire.

[francheu]

il y a une heure, NGC6543 a dit :

Dans un système optique qui ne comporterait pas de diaphragme de champ, la pupille de sortie limitera le champ, non ?

 

Nope. La pupille de sortie limite l'ouverture. Quand tu observes la Lune de jour avec un (trop) faible grossissement, tu risques de te retrouver avec la pupille de ton œil plus petite que la pupille de sortie de ton instrument, et donc... ton œil diaphragme l'instrument.

Ce phénomène est particulièrement gênant avec un Newton, car si la pupille de ton œil est vraiment trop petite, elle se retrouve dans l'ombre du secondaire, et dans ce cas là eh bien tu ne vois plus rien, la lumière provenant du miroir est autour de ta pupille, elle tombe sur ton iris !

 

Dans un système optique, s'il n'y a pas de lucarne physique (donc de diaphragme de champ), il y aura forcément un élément optique ou mécanique qui limitera le champ maximal observable. Le seul « risque » est d'observer un champ beaucoup plus grand que le champ de pleine lumière, et dans ce cas tu observeras un champ vignetté (avec une diminution progressive de la luminosité).

Modifié 10 août 2020 par francheu

[francheu]

Le 10/08/2020 à 18:40, Toutiet a dit :

quand je vois que certains... ont de manifestes incompétences en optique - et de plus sont convaincus de leur science -

 

Peut-être suis-je convaincu de ma science car je suis compétent en optique, tu ne penses pas ?

Ça ne t'étonne pas qu'un type lambda parle de conjugaison en optique ?

Voici quelques références permettant de juger de mon incompétence :

 

 

Le 10/08/2020 à 18:40, Toutiet a dit :

 il est dans l'erreur totale et ne connaît manifestement pas la différence entre grandissement et grossissement.

Je peux éventuellement lui (vous) faire un topo sur le sujet.

 

Oh ben oui, fais-moi un topo s'il te plaît !

Modifié 30 août 2020 par francheu

[francheu]

Il y a 7 heures, Toutiet a dit :

Je pense qu'il m'est inutile d'aller plus loin avec toi car tes connaissances en optiques sont pour le moins floues et biaisées. (Ça sent l'autodidacte...)

 

Je n'avais pas vu la modif, incroyable !

Ben 5 ans d'études dans le vaste domaine de l'optique, puis 17 ans à faire de la conception optique (et je continue). Voilà où j'en suis dans mon autodidactisme.

Et toi ?

[Toutiet]

Mon pauvre NGC6543...

Comment veux-tu que je laisse passer ceci :

" Dans un système optique qui ne comporterait pas de diaphragme de champ, la pupille de sortie limitera le champ, non ?"

 

Mais NON, NON et NON ! Bon sang ! Tu n'arrêtes donc jamais à dire des bêtises (pour rester poli).

Tu n'as manifestement toujours pas compris ce qu'était la pupille de sortie. Ce n'est jamais elle qui délimite le champ sauf, cas exceptionnel de mauvais positionnement de l'œil, trop en arrière (vignetage). Quand la pupille de l'œil coïncide avec le cercle oculaire - ou pupille de sortie - rien ne limite le champ apparent en l'absence de diaphragme de champ.

 

Et ce n'est pas pour t'embêter que je dis cela, c'est parce que c'est la réalité !

 

Modifié 10 août 2020 par Toutiet

[NGC6543]

il y a 30 minutes, francheu a dit :

 

Nope. La pupille de sortie limite l'ouverture. Quand tu observes la Lune de jour avec un (trop) faible grossissement, tu risques de te retrouver avec la pupille de ton œil plus petite que la pupille de sortie de ton instrument, et donc... ton œil diaphragme l'instrument.

Ce phénomène est particulièrement gênant avec un Newton, car si la pupille de ton œil est vraiment trop petite, elle se retrouve dans l'ombre du secondaire, et dans ce cas là eh bien tu ne vois plus rien, la lumière provenant du miroir est autour de ta pupille, elle tombe sur ton iris !

Ok @francheu, là je comprends bien que l’iris de l’œil jouera le rôle de diaphragme si la pupille de sortie est plus grande, il faudra donc bouger l’œil pour couvrir toute l’image de sortie et il y aura une perte de luminosité.

Et en effet, l’image de sortie d’un télescope type schmidt-Cassegrain par exemple, est en forme d’anneau et donc si le diamètre intérieur est plus grand que la pupille de l’œil on ne verra que la zone masquée sur la pupille d’entrée par le miroir secondaire.

 

J’ai bon ou pas ?

[NGC6543]

il y a 3 minutes, Toutiet a dit :

Quand la pupille de l'œil coïncide avec le cercle oculaire - ou pupille de sortie - rien ne limite le champ apparent en l'absence de diaphragme de champ.

Youpi je peux donc voir à 180 degrés de haut en bas et de droite à gauche !

[Toutiet]

francheu,

J'ai du mal à concevoir qu'un type qui prétend avoir fait "5 ans d'étude dans le vaste domaine de l'optique" (...) puisse sortir une telle énormité...! :

        SIC :  "Donc une loupe seule a un grossissement, ça c'est la meilleure...

 

Donne-moi vite le nom de ton  école...😝 !

Modifié 10 août 2020 par Toutiet

[NGC6543]

Ha ben ça c’est une aberration de copier coller

[francheu]

il y a 15 minutes, NGC6543 a dit :

J’ai bon ou pas ?

 

Ouaip

 

il y a 7 minutes, Toutiet a dit :

Donne-moi vite le nom de ton  école...😝 !

 

À toi l'honneur...

Modifié 10 août 2020 par francheu

[jgricourt]

Il y a 2 heures, francheu a dit :

Dans un système optique, s'il n'y a pas de lucarne physique (donc de diaphragme de champ), il y aura forcément un élément optique ou mécanique qui limitera le champ maximal observable. Le seul « risque » est d'observer un champ beaucoup plus grand que le champ de pleine lumière, et dans ce cas tu observeras un champ vignetté (avec une diminution progressive de la luminosité).

 

Et oui il y a beaucoup de d'éléments qui peuvent interférer dans le chemin optique et donc vignetter le champ :

 

- Le tube lui-même s'il n'est pas suffisamment large

- Le porte oculaire si son tube est trop rentrant

- Le miroir secondaire s'il est trop petit

- L'oculaire avec son diaphragme de champ (si celui-ci n'est pas positionné sur le plan focal de l'oculaire)

- La position de l'oeil en arrière de la pupille de sortie de l'instrument

[NGC6543]

Re jgricourt,

 

tu peux me rappeler ce qu’est le phénomène de vignettage ?

C’est la baisse d’intensité lumineuse progressive en bord de champ ?

[jgricourt]

La définition que je connais vient du monde de la photo où l'on parle de vignetting dans l'image avec certains objectifs grand angle ou simplement en utilisant un pare soleil trop long donc oui c'est un assombrissement progressif mais francheu a peut-être une autre définition ?

[NGC6543]

Ok merci, pour ma part ce sera tout pour aujourd’hui, ciel nuageux pour plusieurs semaines donc dodo 😌

 

Bonne nuit les AsTramGram 😊

[francheu]

C'est tout à fait ça. Illustration avec un objectif type Double-Gauss :

https://www.pencilofrays.com/double-gauss-sonnar-comparison/

 

Le diaphragme d'ouverture se trouve au niveau des deux petites traits entre les deux doublets. Quand il est ouvert au maximum, il laisse passer un maximum de flux sur l'axe (rayons bleus). Sauf que dans le champ (rayons verts et rouges), le faisceau en entrée va se retrouver tronqué par le bord des lentilles, le flux qui arrive jusqu'au capteur va donc être plus faible.

Pour éliminer le vignettage, on voit qu'il faut fermer le diaphragme. On peut l'éliminer partiellement, par exemple en fermant jusqu'aux rayons verts, on aura alors un champ de pleine lumière allant des rayons bleux aux rayons verts, puis un champ vignetté allant des rayons verts aux rayons rouges ; ou bien totalement en fermant le diaph jusqu'aux rayons rouges, dans ce cas tous les faisceaux sont réduits, mais le champ de pleine lumière s'étale alors sur tout le capteur.

 

 

[jgricourt]

Ou sinon le même genre de schéma mais avec des oculaires bien connus chez nous  

 

Dans le cas du Nagler le diaphragme de champ est situé à l'intérieur (car on a un groupe divergent de lentilles de type Smyth devant).

 

source : http://cs.astronomy.com/asy/b/astronomy/archive/2015/10/13/the-evolution-of-eyepiece-developments-at-tele-vue.aspx

 

Comme l'a dit @francheu en photo on peut jouer sur le diaphragme de l'objectif pour faire rentrer plus ou moins de lumière mais aussi jouer sur la profondeur de champ. Ce n'est pas pour rien non plus qu'il existe des objectifs photo adaptés pour le plein format et d'autre conçu uniquement pour l'APS-C. Par ailleurs si tu possèdes un appareil photo plein format (j'ai un Nikon D750) et si tu lui colle un objectif prévu pour de l'APS-C tu verras très distinctement le vignettage du champ sur la photo  

 

        

On voit aussi les aberrations en bordure de champ (ce qui est attendu). 

 

Cependant les appareils plein format permettent tous de recadrer automatiquement l'image lorsqu'un objectif APS-C est utilisé afin de ne plus voir la coupure de champ mais alors l'image est zoomée 

 

[NGC6543]

Il y a 2 heures, francheu a dit :

Pour éliminer le vignettage, on voit qu'il faut fermer le diaphragme. On peut l'éliminer partiellement, par exemple en fermant jusqu'aux rayons verts, on aura alors un champ de pleine lumière allant des rayons bleux aux rayons verts, puis un champ vignetté allant des rayons verts aux rayons rouges

Salut les Opticiens 😎

 

Les rayons verts seraient donc la limite « exclue » du champ pleine lumière parce qu’ils continuent d’être réfractés par le bord de la lentille ?

[NGC6543]

Une autre question aussi concernant l’association (ou la conjugaison peut être 😳) de 2 lentilles collées (on les voit sur vos 2 schémas) :

L’intérêt de ces associations ne réside t-il pas dans la différence de matière entre les lentilles ?

Sinon, l’indice de réfraction étant le même je ne verrais pas l’intérêt de les dissocier, sauf peut être pour faciliter le montage ou la fabrication.

 

Et pour finir la différence de longueur d’onde doit générer des aberrations (les aberrations chromatiques je pense). Je sais qu’il existe des lentilles achromatiques, peut être même qu’elles occupent la plupart des télescopes et oculaires, mais comment fonctionnent-elles ? 

[jgricourt]

Il y a 1 heure, NGC6543 a dit :

Les rayons verts seraient donc la limite « exclue » du champ pleine lumière parce qu’ils continuent d’être réfractés par le bord de la lentille ?

 

Pas exactement, en fait on passe de 100% de luminosité à un peu moins dès qu'une part des rayons frappant la lentille frontale est bloquée par un obstacle et n'arrivent donc plus à destination. Pour les rayons rouge la perte est encore plus importante et cela à mesure qu'on s'éloigne de l'axe optique et donc que l'on va vers le bord du champ.

 

 

Dans le cas d'un Newton par exemple c'est le secondaire qui bloquera ces rayons en ne les réfléchissant pas ! Pour y remédier il faudrait augmenter la taille de ce secondaire pour capturer le plus de rayons possibles afin d'augmenter la dimension du champ pleine lumière (pour un gros capteur photo par exemple) mais cela ne se fait pas sans inconvénients majeurs notamment la perte définitive de contraste dans les images (phénomène de diffraction).

[francheu]

il y a une heure, NGC6543 a dit :

Les rayons verts seraient donc la limite « exclue » du champ pleine lumière parce qu’ils continuent d’être réfractés par le bord de la lentille ?

 

Pas sûr de bien te comprendre, pas grave.

Dans le cas dipahragme ouvert à fond, tu vois que le faisceau vert est déjà plus petit que le bleu, on a donc déjà du vignettage pour le vert.

Si tu fermes un peu le diaph, tu vas couper un peu le faisceau bleu, le flux est donc plus faible au centre, mais tout le faisceau vert passe encore, le flux devient donc identique pour le faisceau vert et le faisceau bleu, le faisceau vert repasse donc dans le champ de pleine lumière.

Et si tu pousses encore le diaph, tu vas avoir un champ de pleine lumière allant jusqu'au champ en rouge, au détriment d'une luminosité moindre sur la totalité du plan focal.

En fait en fermant le diaphragme, tu fais en sorte que ce soit le diaphragme lui-même qui limite l'ouverture, pour tous les points du champ, plutôt que le bord des lentilles.

 

il y a une heure, NGC6543 a dit :

L’intérêt de ces associations ne réside t-il pas dans la différence de matière entre les lentilles ?

 

Si, justement. Si les deux matériaux étaient identiques, tu n'aurait pas de réfraction sur le dioptre intermédiaire, et tu aurais donc l'équivalent d'une grosse lentille simple.

 

il y a une heure, NGC6543 a dit :

Et pour finir la différence de longueur d’onde doit générer des aberrations (les aberrations chromatiques je pense). Je sais qu’il existe des lentilles achromatiques, peut être même qu’elles occupent la plupart des télescopes et oculaires, mais comment fonctionnent-elles ? 

 

Tu as deux propriétés essentielles pour les verres : l'indice à une longueur d'onde donnée, et la dispersion, c''est-à-dire la variation de l'indice en fonction de la longueur d'onde. En choisissant deux matériaux et deux dispersions différentes (tu entendras aussi parler de constringence au lieu de dispersion), tu peux compenser la dispersion d'une lentille par la seconde. Le problème est que la dispersion va toujours dans le même sens (indice élevé dans le bleu, et plus faible dans le rouge), donc si tu associes deux lentilles convergentes, tu ne fait que cumuler du chromatisme. Pour avoir une compensation, il te faut une lentille divergente, et une convergente. Il faut bien évidemment que la puissance de la divergente soit plus faible que celle de la convergente de manière à ce que le doublet reste convergent.

Au final, il faut correctement choisir les deux matériaux, ainsi que la forme des deux lentilles pour avoir une bonne correction du chromatisme.

 

il y a une heure, NGC6543 a dit :

Une autre question aussi concernant l’association (ou la conjugaison peut être 😳) de 2 lentilles collées

 

Association

[jgricourt]

Il y a 4 heures, francheu a dit :

Si, justement. Si les deux matériaux étaient identiques, tu n'aurait pas de réfraction sur le dioptre intermédiaire, et tu aurais donc l'équivalent d'une grosse lentille simple.

 

 

 

La forme des surfaces des lentilles joue aussi un rôle pas que les matériaux utilisés.

 

Il y a 4 heures, francheu a dit :

Tu as deux propriétés essentielles pour les verres : l'indice à une longueur d'onde donnée, et la dispersion, c''est-à-dire la variation de l'indice en fonction de la longueur d'onde. En choisissant deux matériaux et deux dispersions différentes (tu entendras aussi parler de constringence au lieu de dispersion), tu peux compenser la dispersion d'une lentille par la seconde. Le problème est que la dispersion va toujours dans le même sens (indice élevé dans le bleu, et plus faible dans le rouge), donc si tu associes deux lentilles convergentes, tu ne fait que cumuler du chromatisme. Pour avoir une compensation, il te faut une lentille divergente, et une convergente. Il faut bien évidemment que la puissance de la divergente soit plus faible que celle de la convergente de manière à ce que le doublet reste convergent.

Au final, il faut correctement choisir les deux matériaux, ainsi que la forme des deux lentilles pour avoir une bonne correction du chromatisme.

 

 

 

 

 

 

Cas concret la fameuse lunette achromatique que tout le monde connait. L'objectif de cette lunette est composé de 2 lentilles on parle alors de doublet achromatique :

 

1 lentille convergent en verre de type "Crown"

1 lentille divergente en verre de type "Flint"

 

Chaque verre possède des propriétés de réfraction différente, en réalité beaucoup de verres du marché peuvent satisfaire ces propriétés. Le secret de fabrication réside avant tout dans l'appariement des verres de propriété différentes, c'est le cas des doublets mais aussi des triplet (APO).

[NGC6543]

Ok pour la diminution du flux lumineux, au final vos explications rendent la chose logique. J’avais dans mes premiers schémas un système optique à deux dioptres mais avec des sources à distance finie. Je voyais quelques faisceaux soit taper dans le tube de l’oculaire, soit être bloqué par le diaphragme de champ.

Je m’étais donc bien représenté le résultat, à savoir une baisse de l’intensité lumineuse en bord de champ.

 

Et ok aussi pour la réfraction des lentilles en fonction de la longueur d’onde incidente. On voit bien aussi sur le dernier schéma que si une deuxième lentille divergente et dans un matériau différent n’était pas placé, le faisceau résultant aurait été divergent au lieu de convergent comme sur le schéma.

 

Merci et en tout cas c’est plus sympa d’apprendre avec vous plutôt que de se palucher des pages sur internet avec des informations qui divergent souvent.

[Toutiet]

NGC6543 :

"On voit bien aussi sur le dernier schéma que si une deuxième lentille divergente et dans un matériau différent n’était pas placé, le faisceau résultant aurait été divergent au lieu de convergent" 

Comment ça...? Sans la deuxième lentille divergente le faisceau aurait été encore plus convergent, voyons ! 😀

Modifié 11 août 2020 par Toutiet

[PEV77]

hé ben les gars si c'est pas dur d'entrer dans une pupille de sortie...pour en sortir c'est autre chose !

pour faire diversion je vais converger sur l'apéro et prendre au moins deux verres si j'ai bien compris...

santé !

[Toutiet]

il y a 13 minutes, PEV77 a dit :

hé ben les gars si c'est pas dur d'entrer dans une pupille de sortie...pour en sortir c'est autre chose !

pour faire diversion je vais converger sur l'apéro et prendre au moins deux verres si j'ai bien compris...

santé !

...deux verres,... convergents ou divergents...? 😄

[NGC6543]

À ta santé PEV 🍺🍺🍺

[Toutiet]

Je me demande bien ce que ça veut dire tous ces chiffres...?

[sixela]

@NGC6543:

 

Si un système n'a pas de diaphragme du tout, il n'y a pas de pupille d'entrée (on n'utilise pas le mot "pupille" pour rien).

 

Un peu dur dans ce cas de parler de pupille de sortie, vu la définition...

[francheu]

il y a 2 minutes, sixela a dit :

Si un système n'a pas de diaphragme du tout, il n'y a pas de pupille d'entrée (on n'utilise pas le mot "pupille" pour rien).

Un peu dur dans ce cas de parler de pupille de sortie, vu la définition...

 

Un système a forcément un élément qui va limiter l'ouverture. Si on prend l'exemple de la loupe, la pupille correspond à celle de l'œil. Celle-ci se situe dans l'espace image (on va faire abstraction de l'œil comme dernier système optique), il s'agit donc de la pupille de sortie. Par définition, la pupille d'entrée est l'image de la pupille vue depuis l'espace objet (donc avant la lentille). Il y a donc bien une pupille d'entrée, qui est en l'occurrence virtuelle.

[francheu]

il y a 33 minutes, Toutiet a dit :

Je me demande bien ce que ça veut dire tous ces chiffres...?

 

Le problème avec ta définition du grossissement est que la valeur obtenue dépend de la position de l'objet par rapport à la lentille (pas forcément sur le plan focal), et surtout de la distance de référence pour laquelle tu calcules le pseudo-grossissement.

Dans ta définition du donnes G = 25/F. Tes exemples de loupes sont parfaits, le premier annonce x20/18mm, et le second x10/21mm. 18 et 21 sont de toute évidence les focales des lentilles, ce qui devrait nous donner d'après ta formule des pseudo-grossissements de 13,9 et 11,9 respectivement, donc pas vraiment 20 et 10.

Et là on comprend que le pseudo-grossissement gravé sur la loupe dépend de la distance de référence utilisée par le fabricant, soit 20x1,8 = 36 cm et 10x2,1 = 21 cm. On peut donc mettre à peu près n'importe quoi comme valeur sur la loupe !

 

Donc je maintiens, annoncer un grossissement pour une loupe est un abus de langage, et ce même en donnant sa focale. Au pire peut-on parler de pseudo-grossissement, si ça peut de consoler.

 

T'as fait quoi comme études déjà ?

[jgricourt]

Je me demande d'où ça sort ce genre de formule magique G = 25/F annoncé par Toutiet, il faut pouvoir le justifier et après on discute. Le grossissement de la loupe dépend en grande partie des possibilités d'accommodation de l'observateur car on ne pourra pas toujours se rapprocher des lentilles et voir clair en même temps comme on veut donc j'imagine que les constructeurs se basent sur des valeur moyennes pour graver ce chiffre sur la loupe.

 

PS : je viens de trouver cela s'appelle "Grossissement Commercial"  donc mon intuition était bonne c'est du marketing pas de la science ...

 

Au passage Francheu merci bien de rétablir les faits et la vérité encore ici  

 

C'est vrai que ce serait une démarche saine et une démonstration d'humilité d'annoncer ses études et sa profession ici, de se présenter quoi ... perso cela me permettrai d'identifier plus facilement les référents du forums dans leur domaine de compétences (et c'est pas forcement ceux qui ont le plus de messages à leur compteur).