Miroir parabolique

[Flyin'mantis]

Bonjour à toutes et à tous,

 

Je fais un exposé sur le miroir para, et je n'arrive pas à trouver quand on en a fabriqué un pour la première fois, je sais qu'en 1668 Newton invente son télescope, mais j'aimerai savoir de quand date ce miroir.

 

Si quelqu'un connait la réponse, merci beaucoup d'avance.

 

Mantis

[maracuja]

Salut

Dans les correspondances de Galilée on retrouve une lettre du 07/07/1626 de Marsili qui évoque un télescope à miroir réalisé à Bologne par Cesare Caravaggi..

Bonaventura Cavalieri (1598-1647) propose dans son ouvrage Lo specchio ustorio(1632) La combinaison d'un miroir et de lentilles.

Cependant il ne parvient pas à mettre en pratique ses théories.

[syncopatte]

Une piste?

 

http://www.lygeros.org/3905.pdf

 

Patte.

[Ygogo]

Bonjour

 

Un livre de référence : "Histoire du télescope" de Yaël Nazé (Editions Vuibert 2009) passionnant et facile à lire !

 

D'après le ch 3 "miroir mon beau miroir" je crois qu'il faut bien distinguer ceux qui ont eu l'idée d'un miroir parabolique et ceux qui l'ont réalisé : il y a un décalage ! D'après le livre cité :

 

Nicolas Zucchi (1586-1670) se propose de remplacer la lentille objectif (de la lunette type Galilée) par un miroir concave (probablement plus ou moins sphérique) mais il bute sur le problème de l'obstruction, ou sur les aberrations provoquées par l'inclinaison du miroir.

Marin Mersenne (1588-1648) propose en 1636 d'ajouter un miroir pour rejeter les rayons vers l'arrière par un trou dans le miroir principal. Il propose aussi d'utiliser des miroirs paraboliques, par déduction à partir des écrits de Descartes sur les aberrations. Mais il ne réalise pas le système, parce que Descartes n'est pas convaincu qu'il soit possible de réaliser de tellse surfaces.

James Grégory (1639-1675) propose en 1663 un primaire parabolique et un secondaire concave ellipsoïdal. Le premier télescope construit sur ce principe date de 1674. Mais la forme exacte des miroirs n'est pas contrôlée, et elle est très probablement "patatoïde", les défauts étant tels qu'il est illusoire de chercher si c'était plutôt sphérique ou plutôt parabolique.

Nexton, informé des travaux de Grégory, propose la configuration qui porte son nom, il sait que la forme idéale du primaire serait parabolique (arguments géométriques déjà donnés par Descartes) mais il ne peut lui aussi réaliser que des patatoïdes. Premier télescope réalisé en 1668, modèle présenté à la Royal Society en 1672.

 

Je passe sur la suite parce que l'heure tourne...

 

Pendant longtemps, les miroirs sont en bronze, et la forme est retouchée de façon empirique, sans véritable contrôle au sens actuel du terme.

 

Ce n'est qu'au début du XIXe siècle que les miroirs en verre argenté apparaissent, et c'est en 1859 que Léon Foucault (1819-1868) met au point le test qui porte son nom. Il est "enfin" possible de contrôler exactement la forme du miroir, et d'obtenir une "vraie" parabole, ou plutôt une forme dont les défauts sont suffisamment réduits pour que l'on soit sûr d'avoir quelque chose de plus proche de la parabole que de la sphère.

 

J'espère avoir pu contribuer à répondre à la question.

 

A plus tard !

[yui]

Je fais un exposé sur le miroir para' date=' Mantis[/quote']

Tu es bien tombé toi

 

J'espère que ça se passera bien pour toi

[Flyin'mantis]

Bonjour,

 

Que de culture, et d'informations précises. Merci beaucoup à vous, je vais continuer mes recherches, et m'empresser de lire le livre de Y. Nazé qui m'apportera sûrement un tas d'info que je pourrai utiliser.

 

Encore merci pour vos réponses et peut être à bientôt

 

Mantis

[Flyin'mantis]

Tu es bien tombé toi

 

J'espère que ça se passera bien pour toi

 

Oui je pense que ça ira, je m’investis et j'ai choisi ce sujet parce que je le trouve intéressant et les manip qui s'y rapportent sont sympa à faire.

 

Merci du soutien

[Ygogo]

Une précision, tirée du livre de Jean texereau "la construction du télescope d'amateur" (page 16 de la première édition).

 

Pour un miroir de diamètre 20 cm et de focale 180 cm, l'écart entre la sphère et la parabole la plus proche n'est que 0,22 micromètre.

 

Il n'y a donc "avantage" à paraboliser le miroir que si l'on est sûr de pouvoir polir la surface avec une précision encore meilleure que cela, c'était loin d'être la cas au XVIIIe siècle. ou au début du XIXe.

 

D'autre part, encore faut-il que le miroir ne se déforme pas davantage sous l'effet des changements de température, ou de son propre poids s'il est trop mince ou mal supporté par son barillet...

 

N'hésite pas à demander des précisions si nécessaire !

[Flyin'mantis]

Une précision, tirée du livre de Jean texereau "la construction du télescope d'amateur" (page 16 de la première édition).

 

Pour un miroir de diamètre 20 cm et de focale 180 cm, l'écart entre la sphère et la parabole la plus proche n'est que 0,22 micromètre.

 

Il n'y a donc "avantage" à paraboliser le miroir que si l'on est sûr de pouvoir polir la surface avec une précision encore meilleure que cela, c'était loin d'être la cas au XVIIIe siècle. ou au début du XIXe.

 

D'autre part, encore faut-il que le miroir ne se déforme pas davantage sous l'effet des changements de température, ou de son propre poids s'il est trop mince ou mal supporté par son barillet...

 

N'hésite pas à demander des précisions si nécessaire !

 

Oui je me suis procuré cet ouvrage que je n'ai pas pu lire entièrement pour l'instant vu son volume mais effectivement il y est dit que l'écart est infime.

 

Pour que le miroir ne se déforme pas, la formule de Couder ne donne pas l'épaisseur "requise" en fonction de son rayon ?

[Ygogo]

(...)Pour que le miroir ne se déforme pas' date=' la formule de Couder ne donne pas l'épaisseur "requise" en fonction de son rayon ?[/quote']

 

Bonsoir

 

Oui, il y a bien des formules pour calculer cela. Le problème, c'est qu'on arrive très vite à des miroirs trop épais et très très lourds, avec tous les problèmes que cela entraine (prix, difficultés pour fabriquer les disques, charge pour la monture, lenteur de la mise en température...)

 

C'est pourquoi il est préférable de compliquer le barillet (multiplication des points d'appui) dès que le miroir est un peu grand.

D'autre part, les très grands miroirs ne sont gérables qu'avec des systèmes "actifs" (vérins commandés par ordinateur)... mais c'est assez récent.

[Flyin'mantis]

Oui j'avais entendu pour les grands miroirs, mais ils ne sont pas en verre il me semble, pour pouvoir ajuster la surface en fonction de la densité des couches de l'atmosphère qui créent des aberrations si j'avais bien compris...

 

Ceci dit, j'ai quelques questions

 

Vous parlez de mise en température du miroir, qu'entendez vous par là ?

 

Et aussi, peut on dire qu'un miroir elliptique et un miroir para sont des cas particuliers du sphérique dont on aurait "dupliqué" le centre pour le repousser loin pour l'ellipse et à l'infini pour le para ?

 

Merci beaucoup

 

Mantis

[Ygogo]

Bonjour

 

Voyons d'abord un problème "sensible" pour tous les astrams :

 

(...) Vous parlez de mise en température du miroir' date=' qu'entendez vous par là ?(...)[/quote']

 

... deux choses :

 

- si la température du miroir n'est pas le même en chacun de ses points (par exemple : j'ai sorti mon tube il y a cinq minutes, la surface avant commence à refroidir dans l'air nocturne, mais dans l'épaisseur et à l'arrière il est encore à la température de la pièce) cela entraine une différence de dilatation entre l'intérieur et la surface, la déformation qui en résulte n'est pas négligeable et dégrade les images ; plus le miroir est épais et plus il sera long à refroidir complètement ;

 

- si la température de la surface du miroir n'est pas égale à celle de l'air, c'est une cause de "turbulence" et de dégradation des images (à cause des mouvements d'air "chaud" : courants de convection) ; même remarque que ci-dessus.

 

Naturellement le problème existe aussi pour les observatoires "professionnels" : à moins d'avoir une climatisation efficace et d'avoir anticipé correctement, la température sous la coupole et la température extérieure ne sont pas identiques quand on ouvre la trappe. D'autre part, la température extérieure peut varier de plusieurs degrés entre le début et la fin de la nuit, plus le miroir est épais et plus il a du mal à "suivre", avec du retard de toute façon.

 

(...)Et aussi, peut on dire qu'un miroir elliptique et un miroir para sont des cas particuliers du sphérique dont on aurait "dupliqué" le centre pour le repousser loin pour l'ellipse et à l'infini pour le para ? (...)

 

Non, pas du tout, mais là, je ne me sens pas d'attaque pour faire un cours de géométrie !

 

Voir par exemple http://fr.wikipedia.org/wiki/Miroir_(optique) ou

http://astroresolution.pagesperso-orange.fr/Pages/notions.htm

 

Bon courage

Modifié 7 décembre 2011 par Ygogo

[Flyin'mantis]

Ah je pensais pas que la température influait autant sur la qulité de l'image, merci de cette précision, je ferai qulques lignes à ce propos.

 

Merci aussi de la documentation, j'ai pas tout regardé encore, je vais essayer comprendre tout ça et les différences entre ces miroirs, et je pense revenir car quelques notions risquent de ne pas être claires.

 

Aussi, pour parler de miroir, j'ai d'abord introduit la notion de dioptre, matière séparatrice de deux milieux d'indice différents, est-ce que la lumière est subit des transformations lorsqu'elle traverse un gaz et à ce moment là, accorder que l'on peut considérer ce gaz comme un dioptre ?

 

Merci beaucoup, à bientôt

 

Mantis

Modifié 7 décembre 2011 par Flyin'mantis

[jgricourt]

Un dioptre se matérialise sous forme d'une surface, je ne sais pas si un gaz qui par définition n'est pas clairement délimité dans un espace à moins d'être dans un conteneur peut être considéré comme un dioptre réellement ... cependant cela n'empêche pas l'atmosphère de réfracter la lumière, c'est pour ça que l'on voit les étoiles à l'horizon avant qu'elles soient vraiment levées

[Ygogo]

Merci, Jgricourt, pour ces judicieuses remarques !

 

Dans le cas de l'atmosphère, pas de "conteneur" mais un confinement gravitationnel fort efficace, sans quoi nous ne serions pas là pour en parler

 

Et l'effet de la réfraction atmosphérique se manifeste différemment suivant la distance angulaire entre le zénith et l'astre observé, ce qui oblige à faire de délicates corrections dans les mesures.

 

Mais là, on s'éloigne de la question des miroirs.

 

Je ne suis pas sûr que l'introduction de la notion de dioptre puisse clarifier un exposé sur les miroirs, mais ce n'est qu'une opinion personnelle.

[dob300]

Flyin'mantis:

 

Les moyens de contrôles des miroirs du 17 ième m'intriguent. Comment s'y prenaient-ils, sans Foucault, sans Fizeau ??

 

James Gregory invente son télescope hyponyme. Mais, il ne parvint jamais à obtenir un bonne parabole (ni ellipse pour son secondaire d'ailleurs). Quid des moyens de contrôles de cette époque ??

 

Mersenne, quant à lui, publie dans le domaine.

Et que trouve t'on dans les collections de la famille Gregory bien plus tard : une publication de 1635 de Mersenne sur les télescopes à deux miroirs. Gregory serait-il bien le véritable père de son télescope. Le doute subsiste... car on ne peut pas prouver que James Gregory était en possession de cette publication en avant 1660.

 

John Mudge apporte beaucoup au 18 ième sur le polissage des réflecteurs asphériques.

 

Sur ma page tu peux trouver qques liens intéressants

[Flyin'mantis]

[quote name= ... cependant cela n'empêche pas l'atmosphère de réfracter la lumière' date=' c'est pour ça que l'on voit les étoiles à l'horizon avant qu'elles soient vraiment levées [/quote]

 

Oui j'avais entendu parlé de ce type de réfraction, merci beaucoup des précisions. Il me semble d'ailleurs qu'une manip connue est d'observer le mont Canigou depuis certains endroits préçis (la Ciotat à une certaine date il me semble), mais je suis pas certain que ce soit exactement le même phénomène.

[Flyin'mantis]

[quote name=(...)

Je ne suis pas sûr que l'introduction de la notion de dioptre puisse clarifier un exposé sur les miroirs' date=' mais ce n'est qu'une opinion personnelle.[/quote]

 

En fait j'ai défini un miroir comme un dioptre particulier sur lequel la lumière se réfléchie car recouvert d'une couche réfléchissante, je me suis pas plus étendu que ça. Ceci dit, ma définition n'est peut etre pas juste, ou complète

C'ets pour ça que je voulais savoir si un dioptre ne pouvait être qu'une surface solide.

[Flyin'mantis]

Flyin'mantis:

 

Les moyens de contrôles des miroirs du 17 ième m'intriguent. Comment s'y prenaient-ils, sans Foucault, sans Fizeau ??

 

 

Merci pour le lien, je suis preneur de toute info

 

Je suis pas (encore ) spécialiste en la matière, mais avant le 17èmè Léonard de Vinci avait imaginé une machine à polir les miroirs qui étaient encore en bronze. Mais pour l'instant j'ai pas encore assez avancé dans mes recherches pour en dire plus, juste que les grands noms de l'optique ont ensuite repris cette machine et l'ont améliorée.

 

Un lien qui a l'air intéressant que j'ai juste parcouru pour l'instant http://www.astrosurf.com/gap47/T400/Machine/1-machines-histoire.htm

 

Je pense que certaines méthodes du 17ème doivent y être exposées

 

Mantis

[Ygogo]

Merci à tous pour ces liens fort intéressants.

 

A ma connaissance, il n'y avait pas de moyen de contrôle quantitatif précis de la forme des miroirs avant le milieu du XIXè siècle.

 

Fort heureusement, une pratique "soignée" du polissage donne automatiquement une surface très proche de la sphère.

 

L'habileté des fabricants et leur patience (essais successifs) étaient à la base de leurs réussites. Il me semble avoir lu (je ne sais plus où) qu'il y avait environ un miroir sur dix qui était utilisable, les autres étaient refondus ou retaillés...

 

Comme la parabolisation n'est pas nécessaire si le rapport F/D du miroir est assez grand, et comme les miroirs des XVIIIe et XIXe siècles avaient des focales plutôt longues, le problème ne se posait pas vraiment.

 

Voir Texereau p 16 qui cite le livre "Lunettes et télescopes" de A. Danjon et A. Couder, référence incontournable, maintes fois ré-édité :

si F^3 > 34,9 D^4 avec F et D en centimètres, le miroir sphérique est suffisant, ce qui donne :

D= 15 cm F>120 cm

D= 20 cm F>177 cm

D= 30 cm F>303 cm

 

A suivre...

[Flyin'mantis]

...

Voir Texereau p 16 qui cite le livre "Lunettes et télescopes" de A. Danjon et A. Couder, référence incontournable, maintes fois ré-édité :

si F^3 > 34,9 D^4 avec F et D en centimètres, le miroir sphérique est suffisant, ce qui donne :

D= 15 cm F>120 cm

D= 20 cm F>177 cm

D= 30 cm F>303 cm

 

...

 

Ah je connaissais pas ce livre là, j'irai faire un tour à la bibli voir s'il y est, ça devrait sûrement m'apporter des info en plus, merci de la référence.

Bon je retourne à mon mémoire, j'attaque une partie plus mathématique sur la parabole là, costaud

 

A bientôt pour d'autres questions qui me viendront sûrement à l'esprit très bientôt

 

Merci

 

Mantis

[dob300]

Je ne pense pas que tu trouves le CTA de Texereau à ta bibliothèque, en revanche ici tu le trouves à coup sûr

 

Bonne lecture

 

PS : fait gaffe, il n'est pas impossible qu'à la lecture de ce bouquin tu chopes un virus...

Modifié 8 décembre 2011 par dob300

[Flyin'mantis]

Je ne pense pas que tu trouves le CTA de Texereau à ta bibliothèque, en revanche ici tu le trouves à coup sûr

 

Bonne lecture

 

PS : fait gaffe, il n'est pas impossible qu'à la lecture de ce bouquin tu chopes un virus...

 

Non je parlais du livre "Lunettes et télescopes" cité dans celui de Texereau.

J'ai déjà une version du CTA, c'est vrai que la lecture doit être bonne mais en tout cas longue ceci dit, pas tous les chapitres ne m'intéressent, pour l'exposé en tout cas, mais je désespère pas de le lire entièrement quand j'aurai le temps.

 

Merci

[Flyin'mantis]

Salut,

 

Voilà, j'ai enfin rendu mon mémoire et passé ma soutenance qui s'est je pense pas mal passée.

 

Merci à tous de votre aide et de vos infos, et surement à bientôt

 

Mantis