Turbulence atmosphérique

[eli]

Bonjour,

Je suis actuellement élève de terminale et je m'intéresse depuis peu à tout ce qui est astronomie (bon, j'avoue, j'ai toujours voulu un télescope pour observer les étoiles pendant toute mon enfance). J'ai entendu parlé des phénomènes de turbulence atmosphérique mais malheureusement je n'ai pas réussi à trouver quoique ce soit sur internet qui puisse me l'expliquer simplement. Pensez-vous pouvoir m'aider ? (parce qu'honnêtement, j'ai beau être en terminale, je comprends tout autant qu'un élève de CP, j'ai vraiment besoin d'une explication simple et enfantine...)

En espérant une réponse positive de votre part,

Eli :)

[Michel Boissel]

Pour commencer : https://media4.obspm.fr/public/ressources_lu/pages_optique-ondulatoire/oo-turbulence.html

 

Le fondamental : http://www.astrosurf.com/texereau/chapitre15.pdf

Modifié 22 juin 2022 par Michel Boissel
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[Fred_76]

L'air n'est pas absolument immatérielle par rapport à la lumière. Ce n'est pas comme dans le vide où la lumière se déplace en ligne droite.

 

L'indice de réfraction de l'air dépend de plusieurs facteurs, essentiellement la température, la pression et l'humidité. En plus les mouvements d'air (vent, convection thermique) vont brasser l'air en permanence et au final on se retrouve avec plein de "cellules" de propriétés diverses les unes à coté des autres, toutes se déplaçant en permanence. Chacune de ces cellules aura un indice de réfraction différent de ses voisines ce qui va donc légèrement détourner les rayons incidents.

 

Au final au lieu d'avoir une image stable, on a une image fluctuante :

 

Sur l’image de la Lune on voit les effets de la turbulence à grande échelle. Mais il y a des effets à bien plus petite échelle, qu’on voit en observant une étoile avec un télescope assez grand. Non seulement l’étoile danse (grande échelle), mais en plus son image est éparpillée en plein de petits points lumineux qu’on appelle les tavelures (petite échelle).

 

Tu es en terminale et les principes que j'ai évoqués sont normalement tous au programme.

[eli]

@Michel Boissel@Fred_76 Merci merci merci pour vos réponses rapides et clairs, que ce soit les liens directs vers des docs très intéressants ou l'explication avec des termes et principes de mon niveau, ça me fait chaud au coeur, merci !

[jeap]

Salut

 

Pour compléter ce qu'on dit les copains

https://www.astreos.eu/estimer-la-turbulence-echelle-de-pickering.html

[LH44]

Tu es en Terminal, pour commencer enfin un élève qui ne vient pas pour qu'on lui fasse son sujet d'oral a 24h de l'échéance parce qu'il n'avait rien préparé , donc pour compléter les précédentes interventions, je sais que vous avez dû aborder un peu les phénomènes ondulatoires en cours de physique ...

 

Tu sais certainement que la lumière est aussi une onde et les objets que nous observons bon grès mal grés au travers de notre couche atmosphèrique émettent de la lumière. Ces objets étant tous lointains on peut considérer qu'à notre échelle l'onde qu'ils émettent est plane comme les vagues de l'océan sur le point d'échouer sur la plage. Cependant l'atmosphère est rarement un milieu homogène et l'onde plane au départ en le traversant va subir des déformations importantes avant d'atteindre notre rétine c'est ça l'effet de la turbulence, on parlera aussi de perturbations du front d'onde. Ce phénomène est très dommageable à la résolution des images car différents point de l'image ne focalisent plus dans le même plan image et un même point de l'objet est dispersé dans plusieurs directions (tavelures), bref un joyeux bazar. 

 

Il est par ailleurs possible de mesurer cet effet grâce au paramètre de Fried, sans détailler sa définition exacte il faut savoir que ce paramètre permet de déduire le diamètre maximal de l'instrument exploitable selon l'état de turbulence de la couche atmosphèrique pour un lieu donné, ce qui est rarement plus de 200 ou 300mm par chez nous.

Modifié 23 juin 2022 par LH44

[Pyrene]

Hello, eli,

Si tu comprends autant qu'un élève de CP, tu dois avoir déjà remarqué en été que le paysage des jours de forte chaleur semble onduler quand on regarde au loin. C'est de la turbulence due à la chaleur, et on le comprend sans équations ni calculs.