Deux Trois Questions Pour Mon Tpe

[Astro-Pépito]

Hello all

 

 

Etant donné qu'on passe en début de semaine prochaine en TPE, je vous pose quelques questions qu'on pourrait me sortir à l'oral et dont j'ignore totalement les réponses

 

1. Quelle est la loi d'optique qui dit qu'on peut pas grossir 1000x avec une lulu de 60 ? J'ai marqué dans le dossier qu'il y a comme une saturation, mais si on me demande d'en dire plus... heu... comment dire...

 

2. Peut-on (doit-on) laisser le télescope monté sur la monture après observation ?

 

3. Juste après l'observation (disons, le reste de la nuit), le télescope reste ouvert ou bouché (pour la condensation par ex) ? Miroir en haut ou en bas ?

 

4. Pourquoi le grossissement se calcule par Fscope/Foc (loi d'optique ?) ?

 

J'en avais d'autres, mais je les ai oubliées Je vous les poserai quand je m'en souviendrai

 

Voilà, j'attends votre aide avec grande impatience (ben ouais, ça urge quand même ) !

 

Merci d'avance

 

Astro-Pépito

[Littlesoket]

Message écrit par Astro-Pépito@May 17 2005, 04:01 PM

2. Peut-on (doit-on) laisser le télescope monté sur la monture après observation ?

](texte cité)

 

Je ne peux te répondre qu'à la seconde question. Personnellement je te dis oui, cela ne géne aucunement du moment que tu ne le laisse pas trop longtemps dans la même position.

 

Voilà

[Astro-Pépito]

Ben étant donné le temps picard , il peut rester facilement un mois sans bouger... Sans compter que j'ai pas forcément besoin de le démonter pour le sortir, en gros il pourrait rester tout le temps comme ça

[Astro-Pépito]

Fausse alerte

[logastro]

1)C'est une loi empirique L'image est, à cause des perturbations de l'atmosphère, trop floue pour tirer des informations supplémentaires (sauf si tu est dans l'espace bien sûr) Et accessoirement, plus tu grossis plus il y a de pertes de luminosité. Et voir des détails noirs sur fond noir...

 

2) Oui

 

4) Vas voir au CDI s'ils ont un bouquin de spé physique de terminale. Les formules sont simples, mais sans schéma...

[duschnok]

pour le 1: en général l'atmosphère limite, mais là c'est la même chose pour tous les diamètres.

en fait, ce qui change, c'est la diffraction: plus ton tube est étroit, plus l'image sera "éclatée" (je simplifie). C'est un phénomène d'optique, le même que celui qui te permet de faire des interférences en coupant un faisceau monochromatique en deux

 

pour le 3: tiens, c pas con ça... moi j'ai toujours rangé mon 115 tube bouché après (aussi pour éviter que le miroir bouffe le polystyrène de la boite... qu'en pensent les autres? faut il laisser décondenser tube ouvert après? moi jl'ai jamais fait...

['Bruno]

epsilonzéro : j'ai gratté, j'ai gratté, puis je me suis rendu compte que c'était incompréhensible sans schéma, que j'ai essayé de faire, et je me suis rendu compte que ça expliquait la taille de la pupille de sortie mais non le grossissement (dommage, il y avait une utilisation du théorème de Thalès). Du coup j'ai laissé tomber.

 

Mais puisque me revoilà...

 

1) Si on grossit, on s'attend à voir de plus en plus de détails. Mais il y a une limite. Au-delà d'un certain grossissement ("résolvant") on ne voit pas plus de détails. Donc, en grossissant, les détails s'étalent. Et comme la lumière se répartir sur une plus grande surface, ils s'atténuent, sont moins lumineux. Au bout d'un moment, on a une image floue. Bref, il faut grossir suffisamment pour séparer les détails, mais pas trop sinon ils sont atténués. Le grossissement résolvant est égale à D/2 (si l'oeil résout 1', si l'optique est parfaite et si on observe dans le vide), c'est un règle théorique. Par contre, le grossissement maximum est une règle empirique, je crois. D'ailleurs, pour les petites lunettes, on peut parfois pousser plus loin que 2D sans trop de dégats. Alors que les grands diamètres sont toujours limités par la turbulence avant de l'être par la "règle du 2D". Et puis ça dépend de chacun d'entre nous (personnellement, je n'aime pas trop grossir).

 

2) Qu'importe, c'est à mon avis surtout un problème d'encombrement. Cela dit, pour lutter contre la poussière, je pense que mieux vaut ranger le tube quand même.

 

3) Pour laisser s'évaporer la buée, il faut laisser le tube ouvert un certain temps (par exemple pendant qu'on dort). Mais ne pas oublier ensuite de le refermer (poussière...)

 

4) Voir un cours d'optique géométrique quelque part. J'avais fait ça au 1er trimestre de 1ère année de fac et c'était facile, mais j'ai oublié et mes anciens cours sont rangés chez mes parents. Et je n'arrive plus à faire le dessin qui l'explique... Peut-être peut-on trouver ça avec Google ?

 

Sinon, epsilonzéro, tu es capable en tant que modérateur de voir ce que je tape avant même que je le valide ? Ou c'est juste que tu as vu que j'étais là ?...

[Astro-Pépito]

1. Justement tu me dis qu'il y a une limite, mais pourquoi il y en a une ? Pourquoi je peux grossir 300x avec un 300 et pas une 60 (par ex) ?

 

3. OK, c'est ce que je fais pour l'instant

 

4. OK, je vais regarder ça sur et dans les bouquins au CDI Mais si vous avez n'hésitez pas

 

Message écrit par 'Bruno@May 17 2005, 08:13 PM

Sinon, epsilonzéro, tu es capable en tant que modérateur de voir ce que je tape avant même que je le valide ? Ou c'est juste que tu as vu que j'étais là ?...

Tu peux aussi le voir (enfin, pas sur toi, mais sur les autres) : quand quelqu'un répond à un sujet, son nom apparaît en italique souligné dans la liste des membres qui sont sur le sujet, tout en bas de la page. C'était le cas quand epsi a ouvert la page, mais peut-être plus quand il l'a refermée (en fait, si tu réponds alors qu'epsi était déjà sur le post, il ne verra rien, il faut qu'il actualise la page).

[Sombrero]

1. il y une limite oui et non en fait.

pour trouver le grossissement tu divises la focale de l'instrument par la focale de l'occulaire si tu as un lunette de 60 qui n'a pas une tès grnade focale il te faudrait un occulaire avec une focale de plus en plus petite.

Voila la limite. Après tu peux mettre une barlow ça te double la focale donc tu peux grossir encore plus et ça n'en fini plus.

En fait la limite c'est la perte de luminosité avec le grossissement.

[Astro-Pépito]

Oui oui, ça j'ai bien compris, mais en fait je voudrais savoir ce qui fait que quand on dépasse 2D, ça se floute dans la plupart des cas. Pourquoi pas 3D, 4D, 5 D, ou 1000D

[logastro]

Parce que

Demande à ton atmosphère, c'est elle qui décide, tu peux la retirer si tu veux vite

[duschnok]

je me répète, mais la diffraction n'est pas négligeable.

En gros, vous savez (du moins ceux qui ont un télescope) qu'une étoile moyennement brillante donne des anneaux avec un bon grossissement. C'est physique, ça vient de la diffraction de la lumière, et les anneaux sont d'autant plus grand que le diamètre est petit.

pour différencier deux détails proches l'un de l'autre, il faut, outre de bonnes conditions atmosphériques (mais ça ça ne dépend pas de l'instrument), que les anneaux de diffraction des deux détails ne soient pas trop entremêlés (qualitativement, ça veut dire que la distance angulaire entre les deux étoiles doit être supérieure à 1,22 lambda/D

avec lambda longueur d'onde (en gros... en fait l'étoile n'est pas monochromatique) de ce que tu regardes et D le diamètre de ton télescope.

C'est cette condition, seule, qui donne le pouvoir de résolution théorique de l'instrument. Ensuite bien sûr, il est baissé par les turbulences et la qualité de l'optique...

 

Bien sûr, c'est essentiel pour le planétaire où il faut grossir, mais en ciel profond on ne cherche pas le grossissement mais la luminosité, et là on retombe sur ce que dit sombrero

 

EDIT: avec quelques approximations, en prenant ce critère pour la séparation, o juge du grossissement qui n'apporte plus de détail, et ne fait que diluer la lumière et accentuer les défauts optiques, et on retrouve 2*D (avec D en mm)

['Bruno]

Ah, OK, on peut savoir que je suis en train de gratter...

 

Bon, effectivement, il faut expliquer pourquoi il y a une limite, pourquoi on ne va pas jusqu'à l'infini...

 

Commençons par l'observation des étoiles, c'est plus facile à comprendre. Une étoile, vue au télescope, devrait être ponctuelle, car sa distance est trop grande pour qu'on puisse voir sa forme réelle. Ce n'est pas le cas à cause du phénomène de diffraction, qui lui donne la forme d'un disque de rayon angulaire 14/D(cm) (résultat en secondes d'arc). Cette formule et la théorie de la diffraction sont hors programme pour toi comme pour moi, il faut l'admettre. Quoiqu'il en soit, elle implique que l'image des étoiles est d'autant plus fine que le diamètre du télescope est grand. Oui, tu sais tout ça, mais attends, tu vas voir le rapport avec la question initiale (si je ne m'embrouille pas...)

 

Dans un premier temps, on va assimiler le problème de voir des détails au problème de séparer des étoiles. On va faire comme si, au télescope, l'image était pixelisée, avec un pixel faisant 14/D(cm). Je pense que c'est une bonne analogie. Et je vais prendre la formule 12/D(cm), qui définit l'écart minimal entre deux étoiles de même éclat pouvant être séparées (cet écart est un peu plus petit que leur rayon car elles sont accolées, il est défini de sorte que le profil du couple d'étoiles accolées présente deux maxima, ce qui donne à l'image deux étoiles et non une seule). Bref, les pixels font 12/D(cm) sur le ciel. Par exemple, dans un télescope de 200 mm : 0,6".

 

Au télescope, la "grille de pixels" est trop fine pour qu'on puisse la voir à faible grossissement. Comme l'oeil n'est capable de séparer qu'à partir de 1' (soit 60"), il faudra grossir 60/0,6 = 100 fois pour que l'oeil distingue les pixels au télescope de 200 mm. Ce grossissement minimal s'appelle le grossissement résolvant. Pour un télescope de diamètre D donné, il est égal à D/2. Si tu supposes que l'oeil ne sépare qu'à partir de 2', tu obtiendras D. Ce sont deux valeurs qu'on trouve dans les livres.

 

L'atmosphère a tendance à étaler le disque des étoiles, donc à augmenter leur rayon. De sorte que les pixels sont plus grands. Deux conséquence : 1° on voit moins de détails (puisque la grille de pixels est plus grossière) et 2° le grossissement résolvant est plus faible.

 

Bref, on peut voir tous les détails potentiellement visibles en utilisant le grossissement résolvant. Mais ce n'est pas très pratique, car ça demande à l'oeil sa meilleure performance possible. C'est comme lire un texte avec les plus petits caractères visibles. Chez l'opticien, OK, on le fait pour qu'il mesure notre vue, mais pas tous les jours. De même, en regardant par exemple une planète, on préférera grossir plus fort que le grossissement résolvant.

 

Or, si on dépasse le grossissement résolvant, il se passe deux choses. Ou plutôt une seule. Enfin, bref, deux quand même :

- On ne voit pas plus de détails qu'au grossissement résolvant (donc il ne se passe rien de plus). Ben oui, dans mon analogie, c'est comme si on grossissait la grille de pixels. Donc les détails seront toujours les mêmes, simplement ils seront vus plus gros. C'est le coup classique de la photo vue en trop gros plan. On peut illustrer ça facilement en prenant une image sur Internet et en la grossissant à 800 % par exemple : on voit la pixellisation, c'est pas beau...

- L'image est moins lumineuse. Dans chaque pixel (il s'agit toujours d'une analogie, hein !), c'est toujours la même quantité de lumière qui tombe, puisqu'on ne change pas de télescope. Mais si on grossit l'image, les pixels grandissent et contiennent autant de lumière, donc celle-ci s'étale. Imagine que l'intensité soit décrite par des niveaux de gris. mettons que l'oeil humain soit capable de distinguer 256 niveaux de gris. On regarde Jupiter et on voit qu'elle est brillante parce qu'elle nous envoie, disons, une intensité de 160 (entre 0 et 255). Mais si on grossit deux fois plus, c'est comme si le pixel était deux fois plus grand, du coup la lumière se répartir dans une surface quatre fois plus grande. Et donc on tombe à seulement 40.

 

Mais il y a pire ! Il y a le problème du contraste. Sur Jupiter, par exemple, on veut distinguer une petite tache ovale de la bande qui la contient. Jupiter n'est pas très contrastée. Disons que la bande fait 160 au grossissement résolvant et la tache 164. On est capable de distinguer les niveaux de gris d'écart, ce n'est pas un problème. Mais en grossissant deux fois plus, on passe à 40 et 41. Est-on capable de distinguer 1 seul niveau de gris ? Et en grossissant quatre fois plus : 10 et 10,25. Jupiter est immense et très pâle, et tout est comme uniformisé : on ne distingue plus les détails.

 

Si tu as compris mon analogie, tu es d'accord qu'il ne faut pas grossir excessivement : l'image devient moins lumineuse et moins contrastée. Mais alors, est-il même utile de grossir au-delà du grossissement résolvant ? Ne perd-on pas systématiquement dès qu'on le dépasse ? Théoriquement, oui. En fait, l'oeil est meilleur à fort grossissement, parce que toute la lumière issue du télescope ne passe que par la zone centrale de l'oeil, qui est en général la meilleure. Bref, et c'est ça qui est important : il faut trouver un compromis entre un grossissement un peu trop faible, qui fatigue l'oeil, et un grossissement un peu trop fort, qui atténue les détails et les rend moins contrastés.

 

En fait, tout ça est un raisonnement par analogie, les images au télescope ne sont pas pixellisées. Mais je crois qu'on peut le suivre, car en pratique ça marche effectivement comme ça.

 

Mais au fait, je n'ai toujours pas expliqué pourquoi il y a une limite ? Du coup, tu t'es farci 15 minutes de lecture pour rien (et moi 30 minutes d'écriture)... La réponse est tout simplement : il n'y a pas de limite ! En fait, il n'existe pas de limite précise à partir de la quelle on peut dire : ça ne va plus. Simplement, il ne faut pas abuser du grossissement. Plus on grossit, moins l'image est lumineuse et contrastée. Au début, l'effet est négligeable et on préfèrera grossir pour le confort, mais ensuite l'effet finit par ne plus être négligeable. Il y a donc un moment où on préfère ne plus grossir. Ce grossissement maximal est subjectif, il dépend de chacun d'entre nous. Pour ma part, je n'aime pas trop grossir. Mais il y a des personnes qui n'ont pas les mêmes goûts que moi et qui préféreront une image moins brillante et un peu moins contrastée, mais peut-être plus amusante à regarder. Ça dépend aussi de la turbulence (qui fixe une limite absolue à la taille des pixels, de sorte qu'au-delà d'un certain diamètre, ce n'est pas la formule 12/D qui donne la taille des pixels) et de la qualité optique du télescope (qui affecte le pouvoir séparateur et le contraste). Bref, il faut essayer et l'idéal est de posséder plusieurs oculaires.

 

Mais bon, pour donner une idée, un ordre de grandeur, on admet que cette limite est D/2, lorsque la turbulence n'entre pas en jeu. C'est vraiment un ordre de grandeur. Certains livres d'initiation se ridiculisent en proposant 2,4D ou 2,5D, bon... Pour ma part, j'ai envie de dire que le grossissement maximum, c'est deux à trois fois le grossissement résolvant. Et utilisez ce que vous voulez comme formule pour le grossissement résolvant, elle dépend de votre vue...

 

J'oubliais : tout cela montre aussi pourquoi un télescope de diamètre important permet de grossir plus qu'une petite lunette. C'est parce qu'il a une grille de pixellisation plus fine (sauf en cas de turbulence importante), donc un grossissement résolvant plus important.

 

Bon, et maintenant, la deuxième question... oups, mon clavier refuse, bon, tant pis !

[Astro-Pépito]

Ah ouais là t'as bien gratté

Merci pour tout ça !

J'ai pas le temps de lire là, je dois partir. Je lirai ça demain !

 

Merci d'avance en tout cas

[duschnok]

ça c'est de l'explication précise, détaillée et claire...

je sens qu'on tient quelqu'un qui va être "rentable" sur les fora!!!

 

bonsoir les gens

[Astro-Pépito]

Ah, finie la lecture

 

Excellent, j'ai tout compris (enfin je pense ) Juste un truc qui m'échappe : pourquoi la grille est "plus fine" ? Je comprendrai "plus grande" (plus de surface), mais qu'est-ce qui fait qu'elle est "plus fine" ?

Suis chiant hein

J'imagine la tête des profs s'ils ont le malheur de me poser la question Niark niark niark

Si tu veux, envoie-moi ton adresse postale par MP, je t'enverrai un nouveau clavier

 

Merci encore

['Bruno]

Dans mon analogie, la grille est plus fine à travers un télescope de grand diamètre qu'à travers un télescope de petit diamètre car le télescope de grand diamètre voit les étoiles sous la forme d'un disque (de diffraction, pas le disque réel) plus petit. De même, le télescope de grand diamètre voit des détails plus fins. Pourquoi ? Je l'ai dit précédemment, à cause des lois de la diffraction, que ton prof de physique connaît peut-être, mais ni toi ni moi. Plus le télescope a un grand diamètre, plus le niveau de détails accessible est petit.

 

Tant pis si tu ne sais pas démontrer le formule du rayon angulaire - 14"/D(cm), mais au moins tu sais d'où elle vient, donc tu peux l'admettre. Et si on t'embêtes avec ça, voici la référence : "Lunettes et télescope", de Danjon et Couder (attention à l'orthographe, celui-ci n'est pas commentateur de rugby !). C'est la Bible, ça date de 50 ans mais ça fait toujours autorité.

 

(Tu n'oublieras pas de prêter serment sur le "Danjon et Couder" avant l'exposé, hein ?)

[Astro-Pépito]

Ah ben oui je suis bête Je viens de retrouver par moi-même il y a cinq minutes en y repensant En fait c'est logique l'histoire de "la grille"

 

J'ai repensé à quelques trucs que j'aurais dû dire dans le TPE, on en parlera à l'oral. Ca permettra de mettre un peu plus de physique et SVT, parce que là y'en a pas beaucoup !

 

Merci

 

Au fait, y'a d'autres questions pour ceux que ça intéresse

 

PS : j'essaierai de penser au serment

[Astro-Pépito]

4. J'ai bien trouvé la réponse dans le bouquin de spé, et comme c'est pas de notre prog, je vais pas m'embarasser avec

 

Par contre, les 2 et 3, personne qui ait encore des éléments de réponse

 

Merci

[duschnok]

pour la deux:

à priori non: ça ne sert à rien, et ça fait forcer inutilement sur la monture, donc ça fait vieillir la mécanique pour rien

 

pour la trois: moi je suis pas très (pas du tout) à cheval là dessus, mais c'est vrai qu'à priori c'est plutôt bien... encore qu'une question se pose:

la rosée en se ondensant peut elle laisser des traces sur le miroir? Jen doute, à mon avis la rosée c'est quand mêem un eau très pure... Par contre, ça pourait amalgamer des impuretés déjà présentes sur le miroir... Mais bon, à je chipote, à mon avis il y a pas de problème de ce coté.

Par contre, ça permettrait d'avoir un tube avec un air assez sec lors du début de l'observation suivante, donc des problèmes de condensation précoce seraient évité...

[Astro-Pépito]

2. Ben j'avais déjà entendu ça, mais d'autres disent que non... C'est con comme question en fait

 

3. En fait, je pense qu'il vaut mieux laisser le miroir en bas ouvert la nuit, et de refermer en se levant (si on se couche ) pour éviter la poussière. Mais je sais pas si c'est valable

[duschnok]

pour la trois, à priori t'as raison.

Sinon y a eu un bug. j'avais posté un grand message de félicitations pour ton dossier en ligne (clair, etc.... gnagnagna) mais bon il a disparu

alors je le répète:

clair,etc...gnagnagna....grand site de l'univers astro amateur... blabla... felicitaschtroumpfs

(j'ai oublié les détails)

 

Je l'ai déplacé dans le sujet qui parle de mon site, sinon ça risque de dévier par la suite

J'ai oublié de le préciser ici, mais je l'ai mis dans ton message déplacé, vas voir (catégorie Sites)

 

Astro-Pépito