Question sur l'

[DonutMan]

Bonjour à tous,

voilà je suis débutant en observation astronomique et n'ai pas encore d'instrument.

 

Devant la pénurie actuelle des télescopes, j'ai décidé de mettre ce temps à profit pour potasser un peu la théorie.

J'en arrive à certaines conclusions mais, n'ayant pas d'expérience d'observation et pas d'instrument sous la main pour vérifier, je souhaitais vous solliciter

Les questions apparaissent en gras ci-dessous.

 

1) Question sur la focale du primaire

 

Considérons un Newton dont le miroir primaire possède un diamètre D1 et une longueur focale f1

L'image d'un objet céleste possédant un angle apparent alpha sera dans le plan focal image du miroir primaire et aura une taille de D1*f1

 

Donc, plus la focale f1 augmente :

- plus l'objet sera grand

- moins il sera "lumineux" du coup puisque la puissance lumineuse perçue par l'instrument sera répartie sur une surface plus grande

Est-ce correct ?

 

On rajoute ensuite un oculaire de focale f2 et on se place en mode afocal : l'oeil regarde ainsi l'objet sans accommodation.

Dans ce cas, on observe une image à l'infini ayant un angle apparent alpha' = f1/f2 alpha. Le rapport G=f1/f2 s'appelle le grossissement

Cette image sera ensuite projetée sur la rétine. A diamètre D1 et grossissement G fixés, le choix de f1 n'a à mon avis aucune influence sur la qualité de notre observation.

Autrement dit, un observateur qui regarde le même objet à travers un 200/1000 et un 200/750 avec le même grossissement, cet observateur verra exactement la même chose. Est-ce correct selon vous ?

 

En revanche si cet observateur décide de photographier ce qu'il voit, cette fois-ci c'est différent.

On vire l'oculaire et on branche l'appareil photo de sorte que les photosites soient situés dans le plan focal du primaire.

Avec une courte focale, on aura une petite image très lumineuse. Donc les courtes focales sont à réserver au ciel profond pour lequel les cibles sont étendues (inutile de les grossir trop) et peu lumineuse

Avec une longue focale, on aura une grande image peu lumineuse. Ces focales sont à réserver à l'observation planétaire. Dans ce cas, on accepte de diminuer la luminosité des objets (qui sont déjà initialement très lumineux) afin de répartir l'image sur la plus grande surface de photosites possible.

Mon raisonnement est-il correct ?

 

2) Question sur le grossissement équipupillaire

 

Le grossissement équipupillaire est défini par Ge = D1/6mm

 

D'après ce que je comprends, ce sont dans ces conditions de grossissement que le télescope donnera le meilleur de lui-même ?

Si on grossit moins que Ge, alors le disque oculaire sera plus grand que la pupille de l'observateur. En pratique, on perdra donc de la lumière et l'objet apparaîtra plus pâle.

Si on grossit plus que Ge, alors le disque oculaire sera plus petit que la pupille. Ici je ne suis pas sûr de savoir ce que cela implique en pratique... Est-ce qu'on a l'impression que l'image flotte ?

 

3) Est-ce qu'il peut arriver qu'on observe non pas à l'infini (sans accommodation) mais (par exemple) qu'on place l'image finale

désolé le message est parti tout seul et je n'arrive pas à le modifier...

je disais :

 

3) Est-ce qu'il peut arriver qu'on observe non pas à l'infini (sans accommodation) mais (par exemple) qu'on place l'image finale à une distance donné de l'oeil (par exemple à 25 cm) ?

Ces cas sont-ils fréquents ? A quels moments cela peut-il avoir un intérêt ?

 

4) In fine et pour reprendre mes questions en (1), le rapport f/D n'a pas du tout d'intérêt en observation directe. Dans ce cas ce qui compte avant tout c'est le diamètre D.
En revanche, ce rapport f/D a un impact fort en astrophoto. Dans ce cas, on cherche à trouver un compromis entre taille de l'image d'une part et luminosité d'autre part (luminosité qui aura un impact sur le temps de pose qu'on souhaite le plus court possible).

J'ai bon ?

Excusez-moi si c'est un peu décousu.

Merci beaucoup pour votre aide et vos retours !

 

Donut

['Bruno]

Bonjour ! Plein de bonnes questions...

 

Il y a 4 heures, DonutMan a dit :

Considérons un Newton dont le miroir primaire possède un diamètre D1 et une longueur focale f1

L'image d'un objet céleste possédant un angle apparent alpha sera dans le plan focal image du miroir primaire et aura une taille de D1*f1

 

L'image qui se forme au foyer intéresse la photo ,car en photo on place le capteur au foyer afin que l'image se forme sur le capteur. Cette image a une taille qui n'est pas D×F mais F×tan(α).

 

(En général on note F la focale du télescope et f celle de l'oculaire, plutôt que f1 et f2, c'est pourquoi j'ai changé les noms.)

 

Il y a 4 heures, DonutMan a dit :

Donc, plus la focale f1 augmente :

- plus l'objet sera grand

- moins il sera "lumineux" du coup puisque la puissance lumineuse perçue par l'instrument sera répartie sur une surface plus grande

 

Exact. Mais, encore une fois, ceci concerne seulement l'image formée au foyer, donc la photo.

 

Il y a 5 heures, DonutMan a dit :

On rajoute ensuite un oculaire de focale f2 et on se place en mode afocal : l'oeil regarde ainsi l'objet sans accommodation.

Dans ce cas, on observe une image à l'infini ayant un angle apparent alpha' = f1/f2 alpha. Le rapport G=f1/f2 s'appelle le grossissement

Cette image sera ensuite projetée sur la rétine. A diamètre D1 et grossissement G fixés, le choix de f1 n'a à mon avis aucune influence sur la qualité de notre observation.

 

Ça m'a l'air juste, mais je ne sais pas ce que tu entends par « qualité de l'observation ». En pratique tous les grossissement sont utiles en fonction du contexte (pour voir les Dentelles du Cygne, on préférera un faible grossissement, pour Uranus un fort).

 

Il y a 5 heures, DonutMan a dit :

Autrement dit, un observateur qui regarde le même objet à travers un 200/1000 et un 200/750 avec le même grossissement, cet observateur verra exactement la même chose.

 

Tout à fait, et c'est important !

 

Il y a 5 heures, DonutMan a dit :

En revanche si cet observateur décide de photographier ce qu'il voit, cette fois-ci c'est différent. [...] Dans ce cas, on accepte de diminuer la luminosité des objets (qui sont déjà initialement très lumineux) afin de répartir l'image sur la plus grande surface de photosites possible.

 

OK.

 

Il y a 5 heures, DonutMan a dit :

D'après ce que je comprends, ce sont dans ces conditions de grossissement que le télescope donnera le meilleur de lui-même ?

 

Non. Par exemple au grossissement équipupillaire on n'atteint pas la magnitude limite maximale possible car le fond du ciel est plus lumineux. À l'inverse, pour profiter du pouvoir de résolution du télescope, il faut un grossissement supérieur ou égal au grossissement résolvant, qui vaut D/2.

 

Il y a 5 heures, DonutMan a dit :

Si on grossit moins que Ge, alors le disque oculaire sera plus grand que la pupille de l'observateur. En pratique, on perdra donc de la lumière et l'objet apparaîtra plus pâle.

 

Exact. On aura l'impression d'observer à travers un plus petit télescope.

 

Il y a 5 heures, DonutMan a dit :

Si on grossit plus que Ge, alors le disque oculaire sera plus petit que la pupille. Ici je ne suis pas sûr de savoir ce que cela implique en pratique... Est-ce qu'on a l'impression que l'image flotte ?

 

Pas du tout. L'image sera plus petite que la pupille, donc atteindra seulement le centre de la pupille. Avantage : les défauts de l'œil sont en général localisés sur le pourtour, du coup il peut être possible d'observer à fort grossissement sans lunette (si le centre de l'œil est OK). Alors qu'au grossissement équipupillaire, c'est toute la pupille qui reçoit l'image, le moindre défaut se voit.

 

Mais bon, je dis ça pour expliquer ce qu'implique le fait que l'image atteigne seulement une partie de la pupille. Mais en pratique on choisit les grossissements en fonction du type d'observation qu'on veut faire. Par exemple si je veux résoudre un amas globulaire en étoiles, je sais que j'ai intérêt à grossir (sans abuser), donc je grossis, et ce sans me préoccuper de cette histoire d'image qui atteint toute la pupille ou non.

 

Il y a 5 heures, DonutMan a dit :

Est-ce qu'il peut arriver qu'on observe non pas à l'infini (sans accommodation) mais (par exemple) qu'on place l'image finale à une distance donné de l'oeil (par exemple à 25 cm) ?

 

Moi oui, ça m'arrive assez souvent, mais pas toujours. Je ne sais pas trop pourquoi. Je pense que ça dépend de mon état de fatigue, quelque chose comme ça.

 

Il y a 5 heures, DonutMan a dit :

le rapport f/D n'a pas du tout d'intérêt en observation directe. Dans ce cas ce qui compte avant tout c'est le diamètre D.

 

Oui, oui, oui, mille fois oui !  

 

Son intérêt existe, mais de façon secondaire : une lunette achromatique à court F/D risque d'avoir plus de chromatisme, ce qui détériore le contraste (mais ça dépend aussi des verres utilisés) ; un Newton à long F/D pourra avoir un miroir sphérique, ce qui coûte moins cher à fabriquer, etc.

 

Il y a 5 heures, DonutMan a dit :

En revanche, ce rapport f/D a un impact fort en astrophoto. Dans ce cas, on cherche à trouver un compromis entre taille de l'image d'une part et luminosité d'autre part (luminosité qui aura un impact sur le temps de pose qu'on souhaite le plus court possible).

 

Oui ! Le compromis dépend de l'échantillonnage, qui est la taille angulaire sur le ciel qui rentre dans un pixel (il dépend de la focale, mais aussi de la taille des pixels du capteur). En ciel profond, on essaie  d'avoir un échantillonnage de l'ordre de 1" à 2" car on ne peut pas faire mieux à moins d'avoir un suivi haut de gamme et un ciel particulièrement calme. En planétaire on vise la moitié ou le tiers du pouvoir séparateur théorique.

[DonutMan]

Bonsoir Bruno,

mille mercis pour ce retour très détaillé !

J'avais du mal à comprendre la réalité derrière le facteur f/D mais vos réponses m'ont conforté dans mon analyse !

 

Bonne soirée et à bientôt,

 

Donut