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Pourquoi un télescope et pourquoi une lunette?


Bart Simpson

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Il y a 13 heures, lyl a dit :

Plutôt définitivement après la deuxième guerre mondiale pour le visuel, après la polémique des canaux de Mars

 

Pour le visuel, donc pour le planétaire et les étoiles doubles.

 

Mais l'étude photographique et spectroscopique des étoiles et des « nébuleuses », donc pour la majorité des travaux, il me semble que le règne des télescopes a commencé dès le début du 20ème.

 

Il y a 13 heures, lyl a dit :

[...] la découverte de Pluton en 1930 à côté de la grande lunette Clark de Percival Lowell.

 

À côté et avec un télescope photographique, comme il en existait désormais de nombreux autres à l'époque. (Zut, j'ai un doute en voyant la photo : on dirait bien que les astrographes de l'époque étaient des lunettes courtes, comme ceux de la Carte du Ciel. J'ai essayé de trouver l'information : pas moyen, tous les sites qui parlent de l'instrument ayant servi à la découverte de Pluton disent juste que c'est un « telescope » (en anglais).)

 

Je viens de faire une petite vérification et l'abandon des lunettes n'a en fait pas été immédiat. Au tournant du 20ème siècle, Max Wolf étudie les étoiles variables et les astéroïdes (nombreuses découvertes) : il utilise une lunette (à F/5 !) pour les découvertes et un télescope pour la spectroscopie.

 

Bref, ça confirme qu'on a utilisé les deux pendant pas mal d'années encore.

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Il y a 3 heures, lyl a dit :

Au delà de 200mm (résolution 0.7" arc), on touche déjà aux possibilités maximales en rase campagne.

Bonjour, merci pour ton excellent post, et si je comprends bien un "simple" achromat n'est pas si mal?

Je me suis toujours demandé, payer dix fois plus pour un apochromat ne représente pas nécessairement une image dix foix meilleure? J'ajoute que je possède une simple lunette de 150mm (Celestron refractor 6".)

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C'est sûr qu'un achromat à f/D15, c'est magnifique si son diamètre reste modeste:wub:. Tiens, une petite photo du mien.

zsf5.png

Plus le f/D grandit, plus l'image se dégrade. Intervient alors d'autres choix technologiques comme les verres ED. A f/D7, cela fonctionne très bien. Bon, le prix bondit alors. Enfin pour des f/D encore plus grand, c'est encore plus onéreux (près de 900 euros pour une 60 mm : c'est une Takastrophe pour les modestes portefeuilles). Mais là, l'encombrement réduit (mais pas que) se paie au prix fort. Borg en est un bon exemple.

En résumé et vu de ma fenêtre, un achromat à f/D 6 c'est bof (vais pas me faire un copain sur ce coup ;)) ... 

Modifié par norma
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Il y a 12 heures, 'Bruno a dit :

J'ai essayé de trouver l'information : pas moyen, tous les sites qui parlent de l'instrument ayant servi à la découverte de Pluton disent juste que c'est un « telescope » (en anglais).)

 

C'était un triplet type Cooke, 330mm d'ouverture, f/5.

L'optique est étudiée dans "Telescopes eyepieces astrographs" Willmann-Bell 2012 (ouvrage épuisé qui ne figure plus au catalogue de l'éditeur, racheté par l'AAS), pp 406 à 411.

  • Merci / Quelle qualité! 1
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Moot : merci pour l'info. Comme j'ai une immense culture générale, j'en déduis que triplet = lunette. (Nan mais c'est vrai quoi, personne n'ose dire le mot interdit : « réfracteur », « lunette », c'est si compliqué ? ;) )

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Il y a 2 heures, Moot a dit :

C'était un triplet type Cooke, 330mm d'ouverture, f/5.

Salut Moot, c'est pour ça que je disais le début de la fin.

 

Ce triplet de Cooke est adapté pour la "pauvre" résolution du film argentique de l'époque (30-50um)

 

De nos jours cet astrographe serait inutilisable pour autre chose que du ciel profond type positionnel comme la carte du ciel.
Il ne servait qu'à capter "grossièrement" des photons sur un champ suffisamment étendu pour valider les calculs de position hypothétique de Pluton.

... Du repérage à "faible résolution"

 

J'ai zappé ce détail car c'est antinomique avec ma remarque finale sur la limitation de la résolution atmosphérique qui va dans le sens

réflecteur : collecteur de lumière

réfracteur : précision de l'image.

 

Enfin bon, depuis 1980, avec l'apparition des catadioptres et des lunettes à court f/D, les "ADN" du réfracteur et du réflecteur se mélangent.

La lunette ED : c'est bien polissé au niveau couleur mais moins sur le piqué (sauf le respect que l'on doit à quelques marques qui ne tirent pas trop sur les f/D courts comme Takahashi)

Les SCT et les Mak-Gregory, ce n'est pas aussi pur en chromatisme/sphérochromatisme que l'on veut le faire croire.

On flirte plutôt avec des instruments à piqué et contraste moyen qui devraient se cacher face au lambda / 12 de tautochronisme exigé à l'époque de Danjon et Couder pour les instruments d'observatoire ou à des fabricants vintage comme Scopetech (dans son pré-carré sans-risque) qui nous sort des objectifs achromatiques de 50 à 80mm avec des strehls > 0.97 au quotidien 

Modifié par lyl
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Le 17/03/2023 à 11:02, Bart Simpson a dit :

Alors voici ma question principale: à quoi ça sert de refléter une image sur un miroir avant de lui faire traverser l'occulaire?
Le miroir ne change rien à l'image (sinon que la droite se retrouve à gauche et la gauche à droite, comme lorsque que je me coiffe dans la salle de bain).

il y a 5 minutes, dob250 a dit :

mais ou est passé @Bart Simpson à l'origine du post dont on s'est éloigné :p 

Excusez si on a un peu relevé le débat et avec un peu plus de précision sémantique

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Je vous remercie pour vos réponses :).
Je dois avouer que je n'ai pas tout lu, vous avez été très réactifs et avez fourni des explications, et des débats, dans pas mal de directions.
J'ai compris des choses mais pas tout.
Je comprend que le télescope offre à peu près le même résultat que la lunette mais avec une longueur de matériel moins encombrante, que le budget du matériel recherché entre en jeu, et aussi que dans les laboratoires d'astronomie ont définitivement remplacé les lunettes par les télescopes (ça montre bien ce qui à grande échelle, matérielle et budgétaire, est le plus fonctionnel).

Je vais tenter de préciser ma question ( un peu trop ouverte au départ ) en précisant réellement ce que je souhaite comprendre.
Notons que je suis déjà équipé d'un télescope de type Newton avec un miroir de 14cm de diamètre. Je ne suis donc pas en quête d'achat.

Laissons tomber les discussions sur les lunettes, en faite ce que je cherche à comprendre c'est le rôle du miroir dans un télescope.
Je ne comprend toujours pas à quoi il sert.
J'aprends à vous lire qu'un miroir n'est pas plan, qu'il est courbe, et donc qu'il a une focale et joue un rôle dans le grossissement de l'image.
Toutefois, sa courbure est faible (invisible) à mon oeil, ce n'est donc pas cette courbure qui joue le rôle majeur de grossissement,t de l'image.

Pour comprendre le rôle de ce miroir, je vous propose de le mettre en scène dans un autre contexte simple, autre que l'observation du ciel: l'observation de la forêt.
Depuis la fenêtre de ma maison je peux voire la foret à l'oeil nu. Mon oeil nu me permet de voir 100 arbres alignés le long de la route qui séparent la foret de ma zone urbaine. Mais je ne vois aucun écureuil, il sont trop petits pour que je puisse les voire à 100m.

Expérience A:
Je vais observer la forêt à travers une lentille optique qui va grossir l'image.
Un lentille, c'est un objet transparent avec des surfaces convexes ou concaves qui vont grossir ou rapetisser l'image ( je crois que pour grossir il faut des surfaces convexes, mais ceci est un détail, là n'est pas la question).
Si je regarde la foret à travers une lentille qui grossi (de diamètre 10 cm, par exemple), je vais pouvoir distinguer un écureuil sur une branche. En revanche, je ne verrais moins de 100 arbres alignés.
Puisque l'image sera plus grosse, je ne pourrais voir à travers ma lentille que 1 seul arbre en gros plan avec son écureuil.
Bien sur si j'avais une lentille avec un plus grand diamètre, par exemple 30 cm ( et une courbure équivalente pour offrir le même grossissement ) je pourrais voir 3 arbres à la fois, tout aussi gros, avec chacun un écureuil visible sur ses branches. 

Jusque là, on est dans une cas d'observation identique à celui que propose une lunette: l'image est grossie par une lentille, plus la lentille a un grand diamètre et plus on vois d'objets grossis dans le champ d'observation.

 

Experience B:
Maintenant, avant d'observer la foret à travers de ma lentille, je vais ajouter un miroir dans l'expérience. Un miroir parfaitement plat et de diamètre 10 cm.
Je met le miroir face à la foret, j'y vois l'image de la forêt à 100 mètre de loin mais avec un diamètre de vision depuis ma maison limité à 10 cm.
Je n'y observe donc qu'un seul arbre mais tout petit. Je ne distingue aucun écureuil qui doit mesurer 0,1 millimètre sur mon miroir.
Ensuite je regarde l'image reflétée sur le miroir avec la même lentille que l'expérience A. L'arbre grossi et je vois l'écureuil sur la branche.
Mais j'arrive exactement au même résultat que dans l'expérience A.
Je me demande à quoi ça m'a servi de faire refléter l'image de la forêt dans un miroir avant de la grossir avec ma lentille.
Si jamais "refléter l'image de la forêt dans un miroir" avait un intérêt avant observation dans la lentille, alors pourquoi pas la refléter dans 10 miroirs successifs? ou 100 (en dehors de l'argument du prix)

Experience C :
L'experience B avec un miroir parfaitement plat me parait absurde.
Mais à vous lire j'ai compris qu'un miroir (de 
télescope, pas celui de ma sale de bain :) ) est lui même très faiblement courbe. Qu'il a une distance focale. Qu'il a une action sur le grossissement d'image. 
Est-ce là 
l'interet du miroir dans le télescope? Que le miroir soit courbe?
Mais l'intérêt de sa "très faible courbure" ne pourrait-il pas être absorbé par une courbure supplémentaire équivalent de la lentille?

Pour résumer toute mes questions:
"Mais à quoi ça sert un miroir dans un télescope"???
 



 

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Pour la résolution le diamètre oui est capital bien plus que le type d'instrument lui même mais ça c'est la théorie qui est vraie surtout dans des conditions particulières. Cependant je trouve qu'on sous estime très souvent le potentiel énorme de résolution qui réside pourtant dans le ciel.

 

Si l'instrument collecte suffisamment de lumière pour exciter nos cellules nerveuses et ça ne demanderait pas un instrument démesurément grand contrairement à la croyance populaire, on verrait alors Jupiter ou Saturne presque comme sur les photos. Je l'ai (trop rarement) constaté lorsque le turbulence se fige et laisse la lumière se frayer un chemin en ligne droite jusqu'à nous. Son instrument passe alors du mode SD crypté au mode 8K en clair et là on se dit qu'il est peut être inutile d'investir dans des instruments plus gros car on en verrait guère plus et surtout cela représenterai à peine quelques secondes cumulées par ans si on est persévérant.

 

La lunette a donc encore sa raison d'être malgré tout, les pros sont passés à autres chose car ils disposent en plus de technologies de reconstruction d'image qui sont hors de portée des amateurs et puis l'étude des planètes se fait rarement au télescope chez les planétologues depuis qu'on envoit des sondes ou des robots pour les visiter de près.

 

Il y a 23 heures, Bart Simpson a dit :

J'aprends à vous lire qu'un miroir n'est pas plan, qu'il est courbe, et donc qu'il a une focale et joue un rôle dans le grossissement de l'image.

 

Oui c'est une cuvette, il suffit de verser de l'eau dedans pour voir que l'eau ne sen échappe pas si facilement ;) La focale seule ne joue aucun rôle dans le grossissement en tant que tel, l'objectif du miroir est de former une image que l'on pourrait déjà observer en s'approchant suffisamment mais notre capacité d'accommodation étant limitée il faut s'aider d'une loupe pour permettre se rapprochement (comme les presbytes font avec leur paire de lunettes pour lire) . La loupe en question c'est l'oculaire et c'est celui ci qui procure le grossissement c'est à dire la sensation de voir l'objet de plus près.

 

Il y a 23 heures, Bart Simpson a dit :

Bien sur si j'avais une lentille avec un plus grand diamètre, par exemple 30 cm ( et une courbure équivalente pour offrir le même grossissement ) je pourrais voir 3 arbres à la fois, tout aussi gros, avec chacun un écureuil visible sur ses branches. 

 

Ca c'est faux car le champ de vision de ton oeil n'est pas extensible et puis dès le départ une lentille seule ne grossie pas, tout comme un miroir seul, il te faut une autre lentille (un oculaire) en plus pour y parvenir.

 

Il y a 23 heures, Bart Simpson a dit :

Si jamais "refléter l'image de la forêt dans un miroir" avait un intérêt avant observation dans la lentille, alors pourquoi pas la refléter dans 10 miroirs successifs? ou 100 (en dehors de l'argument du prix)

 

Tout simplement parce que les miroirs se cacheraient les uns derrières les autres et bloqueraient toute la lumière ?  ;)

 

Il y a 23 heures, Bart Simpson a dit :

Mais à vous lire j'ai compris qu'un miroir (de télescope, pas celui de ma sale de bain :) ) est lui même très faiblement courbe.

 

Les dames (pas toutes) lorsqu'elles se maquillent utilisent souvent un miroir dit de maquillage qui lui est courbe et grossie l'image reflétée dedans, il permettrait aussi d'en faire un télescope, de qualité discutable certes mais cela fonctionnerai car on grossirai les images avec.

 

Il y a 23 heures, Bart Simpson a dit :

Est-ce là l'interet du miroir dans le télescope? Que le miroir soit courbe?

 

Oui c'est le minium, il peut être parabolique, sphérique ou hyperbolique selon la formule de l'instrument d'optique choisi. Le miroir permet comme la lentille de la lunette de replier les rayons lumineux en un point image et c'est bien ça le secret des instruments d'optique depuis 1671 et on n'a pas trouvé mieux depuis.

Modifié par LH44
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Le miroir ne sert pas à grossir, pas plus que la lentille du télescope.

il sert à récolter de la lumière et à la projeter en une image aérienne , le  « foyer image » qui est captée par la lentille (le groupe de lentilles en fait) qu’on appelle oculaire. 
L’oculaire a pour but de capter cette image et de l’étirer plus ou moins ( donc grossir plus ou moins) avant de la projeter vers notre œil.

Pour donner une image peut être parlante on peut regarder les fours solaires qui collectent la lumière du soleil pour la concentrer sur un point ( le foyer image du télescope). (Ce qui permet de comprendre pourquoi il ne faut pas regarder le soleil avec un télescope sans filtre spécial.

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il y a 8 minutes, adamckiewicz a dit :

il sert à récolter de la lumière et à la projeter en une image aérienne

 

J'ai remarqué que chaque fois que j'utilisais cette notion, ça avait tendance à embrouiller les gens. :)

 

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Le miroir capte une portion du ciel , typiquement 1 à 3° de diamètre. 
cette image du ciel est restituée sous forme d’une image d’environ 3 à 5cm pour nos instruments amateurs, au foyer du télescope ou de la lunette. L’oculaire capte une plus ou moins grande portion de cette image et l’étire plus ou moins pour la projeter ver l’œil. Si bien que la portion de 2° ou moins du ciel est projetée et agrandie sur 40° voire 120° ( selon le champ apparent de l’oculaire) sur notre rétine. Par contre plus on étire l’image, et plus on l’aggrandit, mais plus on étale la lumière et plus l’image est sombre( en premierecapproxiation. Les étoiles étant ponctuelles elles ne sont pas étirées par l’oculaire, elles gardent donc la même luminosité quelque soit le grossissement)
 

Il y a 7 heures, Alhajoth a dit :

 

J'ai remarqué que chaque fois que j'utilisais cette notion, ça avait tendance à embrouiller les gens. :)

 

On peut dire qu’on ne voit pas cette image à la sortie du télescope, mais sur on met un papier calque à la sortie du porte oculaire on arrive à la voir se former sur le papier :) 

Modifié par adamckiewicz
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J'ai appris déjà qu'un miroire est courbe.
Avant cette discussion j'étais persuadé qu'il était plan. Et donc dans ce cas il n'aurait aucune incidence sur l'observation des images. Ce qui motivait ma question initiale :) .
Merci pour vos lien vidéo et les explications de serge bertorello (avec des schémas ça va surement m'aider). Je prendrais le temps d'étudier ça ce soir :).

 

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Effectivement :)

et sur un newton, il y a un miroir secondaire qui sert à placer l’ocilaire sur le côté afin qu’on n’obstrue pas l’entrée du télescope en observant. Ce miroir est plan, il ne change donc pas la convergence des rayons lumineux.

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Il y a 10 heures, adamckiewicz a dit :

On peut dire qu’on ne voit pas cette image à la sortie du télescope

 

En fait, on peut la voir, mais il faut s'en éloigner (nos yeux ne permettent pas de voir correctement quelque chose qui est trop près, il faut typiquement 25 cm de distance au minimum quand on n'est pas encore atteint de presbytie) et seule une faible partie de cette lumière entre dans l'œil. L'oculaire permet aussi qu'il n'y ait pas de lumière perdue.

Avec la lune (ou une planète, ou une étoile brillante, mais il faut bien viser), l'image aérienne est brillante, et on peut la voir directement. Les lunettes démesurées du XVIIè siècle (avant l'invention des objectifs achromatiques) ne fonctionnaient pas autrement, et c'est avec ces instruments qu'ont été découverts l'anneau et les principaux satellites de Saturne (Huygens et Cassini).

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il y a 7 minutes, Moot a dit :

 

En fait, on peut la voir, mais il faut s'en éloigner (nos yeux ne permettent pas de voir correctement quelque chose qui est trop près, il faut typiquement 25 cm de distance au minimum quand on n'est pas encore atteint de presbytie) et seule une faible partie de cette lumière entre dans l'œil. L'oculaire permet aussi qu'il n'y ait pas de lumière perdue.

Avec la lune (ou une planète, ou une étoile brillante, mais il faut bien viser), l'image aérienne est brillante, et on peut la voir directement. Les lunettes démesurées du XVIIè siècle (avant l'invention des objectifs achromatiques) ne fonctionnaient pas autrement, et c'est avec ces instruments qu'ont été découverts l'anneau et les principaux satellites de Saturne (Huygens et Cassini).

On ne peut voir qu'une petite partie de sa lumière :) 

ce qui est joli quand il fait froid c'est de respirer devant, l'air humide permet de bien voir l'image de la lune qui se forme sur les gouttelettes :) 

Modifié par adamckiewicz
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Il y a 11 heures, adamckiewicz a dit :

 

et sur un newton, il y a un miroir secondaire qui sert à placer l’ocilaire sur le côté afin qu’on n’obstrue pas l’entrée du télescope en observant. 
 

En effet. Et d'ailleurs comment se fait-il que ce miroir secondaire, placé sur l'axe du tube du télescope et à 45°, n'obstrue pas lui même l'image qui entre dans le télescope?
Lorsque que je regarde dans le trou de l'oculaire, sans y mettre aucun oculaire, je vois  mon oeil au centre d'un rond noir avec les pattes de fixation en périphérie.
C'est normal: l'image de mon oeil viens d'abord taper dans le miroir secondaire et la renvoie sur le miroir primaire au fond du télescope. Ce miroir primaire reçois donc pour image: le vide du ciel avec au centre le rond noir du miroir secondaire et ses 3 pattes de fixation sur le tube. Et sur ce miroir secondaire, il vois le reflet de mon oeil. Cela me semble logique.

Mais lorsque je place un oculaire grossissant dans le trou prévu à cet effet, je vois le ciel grossi, mais sans l'image du miroir secondaire avec ses 3 pattes et mon oeil dedans. Comment cela se fait-il?
L'hypothèse que j'émets, c'est que l'image du ciel est tellement grossie, que le reflet du miroir secondaire avec mon oeil est devenu minuscule en proportion, a tel point que je ne peux pas le percevoir. Mais qu'en réalité, au centre de l'image du ciel il y a bien l'image de mon oeil de la taille d'un centième de millimètre.
Euh... ça c'est juste une hypothèse pour tenter d'expliquer le phénomène, j'y mettrais pas ma main à couper :)

Sans oculaire, je vois le miroir secondaire au centre de l'image reçue.
Avec un oculaire, le miroire secondaire disparait.
En réalité, le miroir secondaire est bien présent physiquement au centre du télescope.
 

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il y a 1 minute, Bart Simpson a dit :

En effet. Et d'ailleurs comment se fait-il que ce miroir secondaire, placé sur l'axe du tube du télescope et à 45°, n'obstrue pas lui même l'image qui entre dans le télescope?

Il obstrue une partie de la lumière mais si tu regardes les schémas optiques (bortorello par exemple) tu comprendras que ça ne donne pas un rond noir au milieu de l’image.

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Le 21/03/2023 à 20:13, Bart Simpson a dit :

comment se fait-il que ce miroir secondaire, placé sur l'axe du tube du télescope et à 45°, n'obstrue pas lui même l'image qui entre dans le télescope?

Si, si, il obstrue, mais un peu. Moins que si l'observateur était devant !

 

Le 21/03/2023 à 20:13, Bart Simpson a dit :

Mais lorsque je place un oculaire grossissant dans le trou prévu à cet effet, je vois le ciel grossi, mais sans l'image du miroir secondaire avec ses 3 pattes et mon oeil dedans. Comment cela se fait-il?

C'est parce que pour voir les étoiles tu fais la mise au point à l'infini. Si tu fais la mise au point à 1 mètre, tu ne verras plus d'étoiles, par contre tu verras l'image du miroir secondaire.

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Un point je pense assez important est la diffraction de l'araignee du newton. J'ai eu differents newtons, ainsi qu'un petit maksutov 127: pas d'araignee, obstruction sans effet majeur (le secondaire d'un mak 127 est plus petit que celui d'un schmidt cassegrain equivalent). 

 

Le mak est donc un peu une lunette du «pauvre» grace a l'absence de la croix de diffraction. Consequence : pour les objets brillants (planètes), en impression visuelle le contraste bien meilleur est frappant, je trouve,  et compense pas mal la resolution inferieure comparée à un newton un peu plus gros au meme prix.

 

Donc en VISUEL ET En PLANEtAIRE je concois qu'une lunette peut bien depasser un télescope NEWTON de diamètre supérieur, meme de bonne qualité.

En photo on arrivera toujours a rattraper le contraste au post traitement, je pense, par contre.

Modifié par duschnok
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Bruno:

Si je fais la mise au point sur un objet proche ou sur un objet lointain, je vois  l'objet proche très flou et l'objet lointain très net ou inversement. Je peux donc choisir de voir ce qui est proche ou ce qui est loin.  Je suis d'accord.

Mais si je met une camionnette 50 mètres devant moi, et que je je place un piéton derrière très loin à l'horizon, alors que je fasse la mise au point sur la camionnette ou sur l'horizon, je ne verrais jamais le piéton qui est caché derrière.
C'est pareil pour mon miroir secondaire non?

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Non. Regarde les schémas. 

Chaque étoile émet des photos en tout point de ton primaire (sauf aux endroits cachés par le secondaire. Le primaire renvoie ces photons vers le foyer image, où l’image des étoiles se reforment. Donc on ne voit pas l’image du secondaire. Simplement le secondaire obstruant 5 à 8% (seulement!) de la surface du primaire, on perd autant de quantité de lumière.

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Autre maniere de voir: si ta mise au point est sur le pieton lointain, la camionnette toute proche a un bord flou. Si ton pieton est dans cet axe, tu le vois «a travers» le bord flou, un peu moins lumineux / contrasté. Pourquoi? Parce que le bord droit de ton instrument a une ligne de vue sur le pieton (et pas le bord gauche).

 

Un peu pareil pour le secondaire, poussé à l'extrême je te l'accorde. L'essentiel de ton miroir primaire a une ligne de vue directe vers l'etoile que tu pointes.

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Il y a 6 heures, Bart Simpson a dit :

Mais si je met une camionnette 50 mètres devant moi, et que je je place un piéton derrière très loin à l'horizon, alors que je fasse la mise au point sur la camionnette ou sur l'horizon, je ne verrais jamais le piéton qui est caché derrière.

La taille de l'obstruction (une camionnette) est supérieure à la taille de optique. Tu ne verras donc pas le piétion.

Et en plus, dans ton cas, il n'est pas à l'infini. Les rayons de lumière en provenance de lui ne sont pas (quasi) parallèles.

Modifié par Flogus
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