Astronomie et résolution

[patry]

Je me suis décidé, en ce début d´année 2006, à coucher sur une page, tout ce que j´avais pu lire ca et là concernant la résolution en astronomie. L´idée générale consistant à faire tomber quelques soit disant acquis.

Pour l´ensemble de cette page, j´ai utilisé le programme aberrator3.0 pour générer les images théoriques en utilisant comme base un instrument de 5" (127mm) de diamètre sans obstruction ouvert à 12. Ce programme, permet de se donner une idée relative de ce que l´on peut attendre d´une optique similaire mais on atteindra rarement les vues calculées, surtout aux grossissement de l´ordre de x1500 comme utilisé pour bien montrer les figures d´airy. Dans la pratique, le grossissement utile sera entre trois et cinq fois inférieur.

 

Tout d´abord la théorie.

 

Il nous faut une source ponctuelle et pour cela on va prendre une étoile au hasard dans le ciel, si possible pas le soleil (ou bien c´est que le hasard ne tombe pas bien).

Tout le monde sait (ou va savoir) que l´image de cette étoile est une figure géométrique consistant en un disque entouré d´anneaux concentriques. C´est le disque ou la figure d´airy.

 

 

Ce disque est issu de la nature ondulatoire de la lumière et sa formation n´est pas l´objet de ce document.

Toutefois il est important de savoir que la dimension de cette figure n´est dépendante QUE de la longueur d´onde utilisée et du diamètre de l´instrument astronomique.

 

On donnera (sans la vérifier ici) la formule R=1,22 * lambda / D

Avec lambda la longueur d'onde utilisée, et D le diamètre de l'instrument, toujours en mètres on obtient R en radians.

On comprends immédiatement que la résolution, non seulement dépend du diamètre de l'instrument mais également de la longueur d'onde employée (on utilise généralement 550nm soit une fréquence dans le vert). Bien entendu, entre 480nm (le bleu) et 630nm (le rouge), on trouve un rapport 1,31 qui se retrouve de fait dans la dimension de la figure d'airy à instrument constant. On aura plus de facilité à résoudre à priori des objets bleus que des rouges.

 

Donc pour un instrument de 150mm, on a : R = 1,22 * 550e-9 / 150e-3 = 4,473e-6 rad.

En degrés cela donne R * 360 / (2 * pi) = 2,56e-4 degrés.

Soit encore en secondes d'arc, 2,56e-4 * 60 * 60 = 0,92"

 

Mais que mesure t´on là ?

 

Souvent on croit donner le rayon du disque de la figure ce qui est FAUX !

On mesure la distance séparant le centre du disque au premier minimum (premier anneau sombre) et en aucun cas le diamètre du disque central de la figure.

On va noter en passant qu'il n'existe à priori pas de formule directe donnant le rayon du disque central de la figure d'airy.

Ceci est d'une importance capitale car la taille du disque, c'est à dire l'énergie qu'il contient, va influencer à la fois le contraste et la résolution. Dans le même temps, le disque est influencé par la formule optique d'une part et peut être aussi par la magnitude de l'objet observé (bien que ce point ne soit pas clairement expliqué dans les différentes littératures, je n´en parlerait pas).

 

 

 

Remarquez bien qu´il n´y a pas de moyen pour donner une image d´un objet plus petit que cette figure d´airy (par exemple la surface de l´étoile visée qui est certe petite mais non nulle). L'énergie contenue dans le disque central, autrement dit sa luminosité, ne peut contenir plus de 84~85% de l'énergie totale. Le reste étant dispersée dans les anneaux.

Ceci bien sur pour une optique "parfaite" ce qui est bien loin d'être le cas généralement, et pour un réfracteur (ou un refelecteur sans obstruction). Le rapport entre l'énergie mesurée et l'énergie théorique, que l'on appelle rapport de Strehl est directement lié à la qualité globale d'une formule optique donnée. On verra plus bas comment se comportent un réfracteur ou un reflecteur face à la sanction de la figure d'airy.

Du coup, deux sources ponctuelles, vont former deux figure d´airy dont les interactions vont nous interesser au plus haut point maintenant.

 

Mon truc ce sont les étoiles doubles

 

Cela tombe bien, car les étoiles doubles sont un bon exercice pour "qualifier" un instrument. En effet, les étoiles étant ponctuelles, elle autorisent un fort grossissement (jusqu´a la limite de grossir la figure d´airy mais peu importe) d´une part, et, toujours parce que sans dimension, permettent de s´affanchir de données subjectives telles que le contraste ou la saturation des couleurs (dans un premier temps tout du moins).

 

Voila ce que l´on peut observer pour une étoile double quelconque (j´ai pris STF2078 pour être précis, une binaire de magnitudes 5.3 et 6,4 séparée de 3" dans le dragon). Evidement, tout le monde peut se rendre compte que l´on est en présence de deux étoiles là. Par contre avec l'écartement qui se réduit, cela devient de plus en plus difficile bien entendu (STF2215 est une double dans Hercule de magnitude 6 et 6.9 séparées par 0"6).

 

STF2078

 

STF2215

 

Et encore, on part d'une optique parfaite, sans turbulence, et cela se complique dans le cas réel qui nous occupe. Donc il est important de fixer certaines limites pour pouvoir apréhender ce qu´est la résolution de deux étoiles.

 

Il n´existe pas de formule unique pour cela, et cela reste à l´appréciation (et à l´acuité) de chacun, toutefois on va retenir quelques noms célèbres comme DAWES ou RALEYGH qui ont été des précurseurs en la matière. Pour les un comme pour les autres, il s´agit de définir la limite basse au dela de laquelle on ne sait pas définir clairement la dualité.

 

Pour RALEIGH, la résolution est obtenue lorsque la séparation vaut tout juste le rayon de la figure d'Airy ce qui s'exprime aussi par 138/D (en mm) et le résultat est directement en seconde d'arc.

Ce critère est direcement issu de la formule de la formule d'airy dans son expression.

En effet, on a 1,22 * 550e-9 * 360 * 60 * 60 * 1000 / (2 * pi) = 138,47 arrondi à 138.

Double à 138/D

 

Pour DAWES, c'est un peu plus empirique et la séparation ne dépend plus de la longueur d'onde. Ce critère permet toutefois de suspecter la dualité d'un couple sans pouvoir concrètement permettre de la quantifier.

La formule s'exprime par 116/D avec D en mm et le résultat en seconde d'arc.

Double a 116/D

 

Pour SPARROW, la limite est encore repoussée avec deux figure d'airy fortement mélangées et le disque central est simplement allongé ce qui permet de trahir la dualité.

Cette limite est peu utilisée au niveau amateur mais vérifiée au niveau professionel, avec des optiques et un ciel que nous n'avons pas forcément.

Evidement, on rêve de pouvoir obtenir régulièrement des images dont ont pourrait analyser les déformations de la tache d'Airy pour déceler une dualité ... hum, c'est sans doute pas pour demain.

La formule est 70/D avec D en mm et le résultat en seconde d'arc.

Double a 70/D

 

Du coup, on va osciller entre un R et R/2 pour les extrèmes. Rapportés à notre instrument et en seconde d´arc, cela donne entre 0,91" et 0,45" ... à vous de vous faire votre appréciation.

 

Pour fixer un exemple, voila ce que donne (toujours théoriquement) une étoile double donnée (j´ai pris pi Aql, une de mes favorites de magnitudes 6.3 et 6.7 séparées de 1"4) dans des instruments de 60 à 250mm. Le grossissement est identique à chaque fois pour bien montrer le gain, en résolution avec l´accroissement du diamètre.

 

60mm

80mm

100mm

130mm

200mm

250mm

 

Personnellement, je n´ai pas réussi à résoudre cette double avec une lunette de 80mm, à la limite avec un maksutov de 127mm et facilement avec un Celestron de 200mm. Par contre, le rendu visuel correspond plus aux images de 100 et 130mm car il faut tenir compte de l´imperfection de l´instrument ET de la turbulence ... mais on va voir cela plus bas.

 

Beaucoup de bla bla mais j´en sais pas plus maintenant !

 

Effectivement, on peut rester sur notre faim là. Surtout que l'ensemble de ces formules ne s'applique que pour des étoiles de magnitude modérée mais surtout ... égales.

Résoudre deux étoiles de magnitude 5 ou 6 sera une chose, mais faire le meme exercice avec deux étoiles de magnitude 10 ou au contraire, de magnitude 1 sera bien plus délicat. De meme un couple fortement différent (6.5 et 10 par exemple) va corser l'exercice.

 

STF948AB, composantes de 5,4 et 6, séparation de 1"9

Fait partie d´un système triple dans la constellation du Lynx

 

COU1784, composantes de 6.5 et 10, séparation de 1"9

Système difficile dans Hercules.

 

Empiriquement là encore on considère que pour une paire trés faible, très brillante ou très inégale il faut ajouter 50% à la limite considérée pour permettre la résolution. C´est ce qui explique par exemple que l´observation du système de Sirius (mag -1,5 et 8.5, séparation de 3"7) n´est pas une chose aisée et requièrt un ciel particulièrement clément pour ne pas noyer une étoile de magnitude 8.5 dans l´image de la primaire. Alors que la théorie indique qu´un chercheur de 40mm doit permettre la résolution ... hum je demande à voir.

 

Il faut être attentif au fait que notre acuité visuelle d´une part (autour de 1´ d´arc le jour et autour de 3´ la nuit) et notre sensibilité nous fera voir des choses différentes d´un observateur à l´autre.

 

Pour ce qui est du dernier point, il n´y a d´autre solution qu´un entrainement à priori et c'est certainement un début d'explication des différentes mesures ... empiriques.

Pour l´acuité, cela peut se compenser par un grossissement plus important.

 

Ha bon comment ça ?

 

C´est simple, si vous avez une acuité de 3´ et que vous voulez observer une paire séparée de 2", il vous faut grossir 3*60/2 = 90 fois. Cette valeur sera un minimum pour cette double et votre acuité. Ce test permet, en utilisant des doubles très larges (donc à priori faciles pour votre telescope ou lunette), de tester l´instrument final ... c'est à dire l´observateur en faisant abstraction des capacités du telescope. Certains arrivent à résoudre des paires d´une dizaine de seconde d´arc avec de grosses jumelles (x15), signe, d´une acuité élevée (de l´ordre de 2,5 minutes d´arc).

Dans l´autre sens, des doubles serrées, de une seconde d´arc voire moins (valeurs dépendant de l´instrument utilisé bien sur), requièreront des grossissement plus importants pour être vus à la limite (autour de x200 et plus), voire de dépasser le minimum pour une observation confortable (x300). C'est là que jouera votre dextérité à detecter la dualité sur une paire plus ou moins serrée.

 

Et la couleur alors ?

 

J'y viens ! Effectivement dans la formule de la taille de la tache d'airy, on considère une couleur moyenne verte (autour de 550nm) mais tout n'est, heureusement, pas vert dans le ciel et il n'est pas rare de trouver des couples de couleurs très différentes. On peut citer la plus connue, Albiréo (STF A43) dont les couleurs sont très flagrantes. Toutefois, outre la beauté de la chose, il est certain que, à écartement égal, une double de couleur bleue sera résolue plus facilement qu'un couple rouge. Le problème c'est que dans le même temps les courtes longueur d'ondes sont plus facilement perturbées par la turbulence mais aussi que nos yeux ont un pic de sensibilité dans le jaune/vert ... Alors ce que l'on gagne d'un coté, on risque de le perdre de l'autre !

 

C´est bien joli mais il n´y a pas que les étoiles doubles

 

Effectivement et c´est là que cela se complique dès lors qu´on considère des objets étendus.

Par exemple Saturne et ses anneaux, avec deux particularités, les divisions de cassini et d´encke. Ces deux divisions sont en fait des "trous" dans le système d´anneaux de Saturne bien connus des observateurs (en tout cas pour Cassini). Toutefois, si on distingue la division de cassini dès les plus petits instruments (de l´ordre de 60 à 80mm), sa dimension réelle ne la montre que sous un angle un peu supérieur à la demi seconde d'arc.

 

Alors la STOP ! Moi avec mon instrument de 60mm, je ne sait pas voir un objet de moins de 2" d´arc d'après la théorie. Comment cela se fait ?

 

Ce n´est pas tout à fait exact, on ne sait pas résoudre moins de 2" d´arc, mais on peut le voir. Prenons l´exemple bien connu du fil electrique entre deux poteaux sur une crète. Bien que situé à grande distance, le fil peut parfaitement se voir sur le fond du ciel. Alors qu´il n´apparaît que sous un angle bien inférieur à 3´ ou 1´.

On le voit parce que c´est à la fois une question de contraste et de dimension. En effet il ne faut pas seulement considérer l´épaisseur du fil mais aussi sa longueur un peu comme autant de points à résoudre dans toutes les directions ... y compris dans la longueur du fil, ce qui simplifie sa "résolution" dans cette dimension tout du moins.

Autre aspect lié à l'instrumentation, c'est le contraste. Le contraste c'est en quelque sorte une question de résolution multi spectrale. Ou encore comme la résolution sur tous les axes possibles ce qui est plus compréhensible.

Revenons à Saturne maintenant, et concentrons nous ... on voit Cassini OUI, sur toute sa longueur ... c´est moins sur et cela va demander un certain nombre de conditions favorables dans de petits instruments. Pour mémoire saturne tourne en moyenne à 9,5UA du soleil (donc à 8,5UA de la terre) et la division de Cassini mesure entre 3000 et 4000km de large (d'après les derniers relevés de la sonde Cassini), soit un petit 0,7" d´arc (mais oui ... atan( 4000 / (8.5 *150e6))=0,7" )

Pareil pour la division d´Encke que certains affirment (sans doute avec raison) avoir vu avec un 200mm alors que l´épaisseur ne fait que quelques 1/100e de seconde d´arc (Pour Encke, on parle de moins de 350km ou encore 0,05" vu de la terre, donc il faudrait un telescope de plus de 2m pour l´observer or on l´observe de façon certaine avec un 300mm). Il n´est pas rare en tout cas d´observer le minimum d´encke (aux extrémités des anneaux) avec un instrument plus faible.

 

Influence de la formule optique et des défauts

 

On l'a vu plus haut, la figure d'airy peut être influencée par la formule optique utilisée, en particulier, l'obstruction propres aux réflecteurs a pour effet immédiat de "déplacer" de l'énergie du disque central vers les anneaux. Bien entendu, le rapport de Strehl se réduit rapidement mais quel impact cela a t'il sur l'image de la figure d'airy ?

Cette animation montre l´effet sur la tache de diffraction et sur la courbe FTM (Fonction de Transfert de Modulation) d´une obstruction de 0 (réfracteur ou réflecteurs atypiques) à 40% (cas d´un astrographe complexe à grand champ).

 

 

On le voit immédiatement, l'obstruction, a un effet visuel faible à partir de 20%, sensible à 30% et fort à partir de 40%.

Par contre, l'effet sur la FTM (fonction de transfert de modulation) est plus sensible, et dès les 10% d'obstruction, la courbe s'infléchit.

On peut remarquer aussi que le disque central se réduit aussi ce qui corrobore que le rayon de la figure d'airy se calcule jusqu'au premier minimum.

On notera aussi que l´influence de l´obstruction, même pour 30% et plus, n´est pas égale sur l´ensemble des fréquences, avec parfois un surcroit de contraste dans certains cas. On peut imaginer que la réduction du disque central va avoir tendance à élargir les minimums et libérer de la place pour certaines observations particulières dont la résolution correspond exactement à cet intervale. Un peu tiré par les cheveux pour motiver un achat.

Il est important de comparer les effets de la turbulence avec ceux de l'obstruction sur la FTM. Sur cette animation, vous pourrez observer la figure d'airy déformée par une turbulence croissante et la FTM associée et ce, malgré d'incompréhensibles artefacts de calculs.

 

 

Il est remarquable d'observer que la turbulence, même faible à moyenne (suffisante pour provoquer une brisure du premier anneau et une élongation du disque central de la figure d´Airy), provoque des dégats bien plus importants que la simple obstruction. Ce qui permet de noter que sur un site très privilégié, et à défaut d'un diamètre de réflecteur très important, un réfracteur aura l'avantage.

Dans les autres conditions, c´est à dire pour le commun que nous sommes, ce sera bien sur la course au diamètre qui l´emportera.

Contrairement à l´obstruction, la turbulence à un impact négatif, ou plutôt n´a qu´un impact négatif, et ce sur l´ensemble des fréquences. Donc les jours de turbulence, même moyenne, mais cela semblait évident, il faut éviter de vouloir faire de la haute résolution et se contenter d´observations à large champ et faible grandissement afin d´éviter de faire des jugements à l´emporte pièce sur un instrument.

 

Comment exploiter au mieux mon instrument alors ?

 

Tout d´abord, si vous êtes propriétaire d´un réflecteur, quel qu´il soit, il faut le collimater précisément. Pour preuve, voila la figure d´airy formée par un instrument très légèrement décollimaté. Si vous possedez un réfracteur, vous pourrez aussi passer par la case "collimation" mais bien peu d'instrument proposent ce réglage ... soit disant que les lentilles n'ont pas à être réalignées ... bin voyons, on saurait faire des barillets parfaits pour les lentilles mais bien mauvais pour les miroirs alors ?

 

 

Image théorique parfaite, 20% d´obstruction

 

Image théorique parfaite, 20% d´obstruction, 10% de décollimation (+coma, +astigmatisme, ...)

 

Image théorique parfaite, 20% d´obstruction, 10% de décollimation (+coma, +astigmatisme, ...)

 

Comme on peut le voir, cela à un impact énorme sur la qualité d´une image. Pour ma part, sur un C8 décollimaté je n´ai pas obtenu mieux que sur un maksutov cassegrain de 127mm bien réglé. Il faut noter que c´est cette opération qui m´a fait reprendre la collimation du Schmidt Cassegrain justement.

C´est quand même regrettable de disposer d´un 200mm pour ne pas faire "mieux" qu´un 130mm non ?

Une fois la collimation faite précisément, on peut ensuite passer à la suite. La météo, on l´a vu plus haut, est importante (plus important même que la collimation, mais autant mettre toutes les chance de notre coté non ?)

 

Quels oculaires pour quels usages ?

 

Au risque de faire grincer de multiples dents, on va essayer de ressortir du placard quelques soit disant vieux oculaires. Vieux car ils sont probablement passés de mode actuellement où tout le monde cherche à obtenir le plus grand champ possible. Cette quête, interessante pour embrasser du regard de larges étendues nébuleuses d´un lointain nuage de gaz requiert de gros oculaires, disposant de nombreuses lentilles, avec des traitements de surface importants pour absorber toute reflexion parasite. Cela se paye en terme de résolution malheureusement.

J´ai pu, pour ma part, comparer un Plössl de 10mm (4 lentilles déjà) avec un plus simple orthoscopique (4 lentilles aussi ... merci Télémaque) de 7mm, et la différence est notable. Outre évidement le grossissement plus important, la transparence est excellente et la résolution très bonne. J´ai également un Kellner (3 lentilles cette fois çi) de 9mm qui offre, des prestations similaires au Plossl exceptés au bord d'un champ plus petit d´une part et en traitement anti-reflets d´autre part (plus de 10 ans les séparent également).

 

Je ne vais toutefois pas là étudier l´ensemble du parc oculaire existant car d´autres l´on déjà fait avant moi (voir là pour plus d´infos) avec en conclusion :

 

Oculaires non recommandés : TV Radian, TV Panoptic, TV zooms

Oculaires recommandés : Takahashi LE, Celestron Ultima, Brandon, UO orthoscopics

Oculaires fortement recommandés : Zeiss ABBE, RKE (dérivés du Kellner), TV Plössl.

 

Zeiss mis à part, les oculaires les plus simple (et les moins chers) sont les meilleurs ; moins de surfaces optiques, moins de traitements, pas de problème de coma avec en contre partie, un champ souvent inférieur ou égal à 50 degrés. Forcément ça aide. Notez la position remarquable des RKE qui sont des oculaires très simplifiés, disponibles pour quelques dizaines de dollars sur le marché américain soit des dizaines de fois moins qu´un nagler moins performant sur cet exercice. A méditer avant de jeter vos oculaires soit disant pourris.

 

Ma conclusion est que, pour les forts grossissements (souvent utilisés de pairs avec la haute résolution), l´avantage ira aux formules optiques simples. Au contraire, pour les grand champs stellaires, il est évident que les formules optiques complexes ont un avantage certain. Celui qui voudra allier le grand champ d´un nagler à la resolution et la transparence d´un orthoscopique ... sera sans doute bien embêté à l´heure du choix.

 

Ajout du 5 jan 2006

 

Quels focales d´oculaires utiliser ?

 

A partir de ce que l´on a vu plus haut, le calcul est simple à faire.

Pour un individu moyen, l´adaptation a l´obscurité fait perdre en résolution ce que l´on gagne en sensibilité. On parle de 3´ de résolution pour la vision nocturne et 1´ pour la vision diurne.

 

Mais, en cas de vision purement planétaire, la luminosité des objets est souvent "suffisante" pour basculer en mode "diurne" (le retour en mode nocturne prendra une bonne 1/2 heure toutefois). Du coup, tout dépends de votre domaine d´observation.

 

En observation lunaire, on va considérer que on est en mode diurne et votre acuité est de 60".

Pour obtenir le pouvoir résolvant selon le critère de RALEIGH on a R = 138/D.

Et pour résoudre R avec notre acuité on doit avoir G = 60 / R soit G = D * 60 / 138

 

En observation planétaire, on va considérer que notre acuité a baissé avec 90".

Et pour résoudre R avec notre acuité on doit avoir G = 90 / R soit G = D * 90 / 138

 

Enfin, pour observer des étoiles doubles faibles, notre acuité est en mode nocturne avec 180".

Et pour résoudre R avec cette acuité on doit avoir G = 180 / R soit G = D * 180 / 138

 

Les objets faiblissants en magnitude, on voit bien qu´on a besoin de grossir plus.

De même, le diamètre (au numérateur) montre bien que le grossissement croit avec l´instrument (notez il y a rien de salace dans cette dernière remarque).

 

Pour notre instrument de 130mm, cela donne respectivement x56, x84 et x170.

Pour ma part avec un C8 je trouve x87, x130 et x260 ce qui s´obtient avec des oculaires de 23, 15 et 8mm.

 

Bien entendu, votre acuité réelle et le critère utilisé peut faire varier cette liste.

 

 

Allez, à vos calculettes !

 

 

 

Marc

[Bleu]

Excellente lecture pour le soir. Je vais effectuer ma petite leçon de conduite, je lis et je review-ask.

['Bruno]

Je fais quelques remarques ou précisions sur ce texte très intéressant. Il y a des critiques, mais ça ne m'empêche pas de penser beaucoup de bien de ce texte qui fait le point sur le sujet, et de façon plutôt objective.

 

Souvent on croit donner le rayon du disque de la figure ce qui est FAUX !

On mesure la distance séparant le centre du disque au premier minimum (premier anneau sombre) et en aucun cas le diamètre du disque central de la figure.

Ben, qu'est-ce que tu appelles le disque ? Il n'existe pas de disque à proprement parler, à moins d'appeler disque la partie définie par le premier minimum, et donc on parle bien du rayon du disque de diffration.

 

En CCD, on définit le disque en coupant l'image de diffraction à la mi-hauteur du pic de luminosité. On appelle ça la largeur à mi-hauteur (FWHM en anglais). Mais ce n'est en fait pas une image de diffraction qui apparaît sur les images CCD, c'est une image qui intègre la turbulence durant toute la pose et les erreurs de guidage, donc une image bien plus étalée que la simple image de diffraction.

 

Mais bon, appelons ça un "disque" (partie définie par le premier minimum).

 

Dans le même temps, le disque est influencé par la formule optique d'une part et peut être aussi par la magnitude de l'objet observé

Non, le "disque" a la même taille, quelle que soit la magnitude de l'étoile.

 

la turbulence, même faible à moyenne [...] provoque des dégats bien plus importants que la simple obstruction

Ça ne m'étonne pas, vu que les plus belles images planétaires sont souvent obtenues avec des instruments fortement obstrués (Schmidt-Cassegrains notamment). C'est une bonne idée de le montrer de façon objective. De même pour l'influence de la collimation. J'en retiens que l'influence de l'obstruction ne concerne que les pros de la haute résolution, ceux qui maîtrisent parfaitement la turbulence (ils savent repérer les instants de calme) et la collimation (et là ils sont très forts ! )

 

J´ai pu, pour ma part, comparer un Plössl de 10mm (4 lentilles déjà) avec un plus simple orthoscopique (3 lentilles) de 7mm, et la différence est notable.

C'est là où, effectivement, mes dents vont grincer. Admettons que ton orthoscopique contienne seulement trois lentilles, quelle raison te permet de relier la meilleure qualité de l'image au nombre de lentilles ? Tu veux tester mes Huygens 24,5 mm à deux lentilles ? Ce sont des bouses !

 

On dit souvent que le nombre de lentilles absorbe la lumière. Mais les traitements modernes ne font perdre que quelques pourcents au total, et un oculaire haut de gamme à 7 lentilles (cher, mais traité dans tous les sens) absorbe moins qu'un oculaire moyen de gamme à 4 lentilles (pour qui le traitement ne serait pas aussi complet).

 

d´autres l´on déjà fait avant moi (voir là pour plus d´infos)

Ce test, assez ancien, parle d'oculaires pour le planétaire, ce que tu n'as pas dit explicitement. De plus, il faut toujours retenir l'argumentation et non la conclusion. On ne peut pas affirmer que les orthoscopiques ou les Plössls sont mieux adaptés au planétaires que les oculaires à grand champ, même après avoir lu ce test, pour au moins trois raisons :

 

1/ La qualité est primordiale, il n'y a pas que le type d'oculaire. Il existe de mauvais orthoscopiques aussi. Je trouve qu'on l'oublie un peu ces temps-ci, avec la sortie des orthoscopiques Antares et Baader qui sont sûrement très bons, mais pas à cause de leur formule optique.

 

2/ Sans motorisation (Dobsons), le grand champ est nécessaire même en planétaire, et les oculaires qui ont la faveur de ce test doivent être éliminés. N'oublions jamais de bien regarder à quel instrument un oculaire est destiné.

 

3/ Les formules simples sont inadaptées aux courts F/D, car elles ne sont pas faites pour fonctionner avec des faisceaux ouverts. Donc, même dans l'axe, les images sont affectés de défauts (qu'on assimile à de l'astigmatisme si j'ai bien compris). Là encore, les oculaires dont parlent cet article ne sont pas adaptés à certains télescopes (ceux à court F/D). Attention !

 

Notez la position remarquable des RKE [...] disponibles pour quelques dizaines de dollars sur le marché américain

"Disponible" dans quel sens ? Ils sont encore vendus ou bien on en trouve en fouillant bien ?

 

pour les forts grossissements (souvent utilisés de pairs avec la haute résolution), l´avantage ira aux formules optiques simples.

Voilà, c'est là où mes dents grincent ! Il faut tenir compte de l'instrument utilisé et de la qualité des oculaires en question. Les Plössls TeleVue ne sont pas les mêmes que les Plössls Kepler, et ils ne donneront pas de bons résultats à court F/D (il y a des témoignages). Sauf à utiliser une barlow, mais ça ajoute des lentilles au total, donc c'est comparable à un oculaire plus complexe.

 

À propos du grossissement résolvant : très intéressant ! On voit bien qu'on ne peut pas définir de pouvoir résolvant précis, non seulement ça dépend de notre vue, mais tu ajoutes que ça dépend de la luminosité des objets. Il faudrait aussi ajouter la turbulence, car elle étale le disque d'Airy, donc diminue les grossissements résolvants (R devient un peu plus grand que 138/D, donc le 60/R, 90/R ou 180/R diminue).

[patry]

(texte cité)

Je fais quelques remarques ou précisions sur ce texte très intéressant. Il y a des critiques' date=' mais ça ne m'empêche pas de penser beaucoup de bien de ce texte qui fait le point sur le sujet, et de façon plutôt objective.

[/quote']

 

Merci, mais c´est le but de ce texte et d´un forum. Il n´y a pas de problème en cas de désaccord dès lors que l´argumentation est fondé.

 

 

(texte cité)

Ben' date=' qu'est-ce que tu appelles le disque ...

[/quote']

 

En fait la figure d´airy se compose d´une tache centrale entourée de plusieurs anneaux concentriques. On croit souvent que la formule 1.22*L/F donne le rayon de la tache mais c´est le rayon jusqu´au premier minimum qui est donné. Et cela a une influence sur la résolution finale bien sur.

 

(texte cité)

Non' date=' le "disque" a la même taille, quelle que soit la magnitude de l'étoile.

[/quote']

 

En fait j´étais sceptique moi aussi au début vu que la formule donnée ne fait pas état de la brillance de l´objet. Mais dans la pratique, la tache centrale étant une courbe (dont le maximum est donné au centre, la progression du flux lumineux doit avoir tendance à visuellement "amincir" (je ne trouve pas de terme plus adapté) la tache centrale dont les "bords" (?) sont rapidement sous le seuil de détection.

Au contraire, pour les étoiles brillantes, l´énergie est telle que le premier minimum doit être difficile à distinguer car entouré par une tache centrale très brillante et un premier anneau qui l´est aussi.

Alors OUI tu a raison le rayon 1.22*L/F ne change pas mais l´image qu´on en a, dépends fortement de la brillance d´où certains cotés empiriques. Essaye de voir la tache d´airy d´une étoile de magnitude 0 et d´une autre de magnitude 5 ou 6, tu verra !

 

 

(texte cité)

J'en retiens que l'influence de l'obstruction ne concerne que les pros de la haute résolution' date=' ceux qui maîtrisent parfaitement la turbulence (ils savent repérer les instants de calme) et la collimation (et là ils sont très forts ! )

[/quote']

 

Oui, car actuellement, ce sont bien des instruments obstrués qui offrent les plus belles images. Mais au dela de la théorie, il y a aussi la simplicité de la mise en oeuvre qui joue. Certains préfèrent l´équilibrage d´un Cassegrain à celui d´un newton et il faut avouer que le panel d´accessoires est aussi très large pour cette formule optique. L´un dans l´autre on doit avoir quelques explications là.

Maintenant, il n´y a pas à douter qu´une lunette parfaitement APO de 200mm doit être meilleure qu´un C8, mais bon, pour le prix tu peux aussi passer à une formule cassegrain ou newton de 400 ou 500mm facilement et là ... bof ca fera un bon chercheur !

 

(texte cité)

C'est là où' date=' effectivement, mes dents vont grincer ....

[/quote']

 

Je savais que ce sujet est parfois polémique et je vais tenter de m´expliquer globalement.

 

Le test mis en référence n´est pas si ancien (je veux dire que les Naglers existaient déjà ... il date de 2004, on est aujourd´hui à la 6e géneration de ces oculaires) et la comparaison ne parle effectivement QUE pour un aspect lié à la résolution.

Tu parle d´absorption et effectivement les traitements de surface limitent les dégats et entre un "7" lentilles moderne et un 2 ou 3 lentilles sans traitement . Maintenant, comparer ce même 7 lentilles avec un 3 ou 4 lentilles de la même génération ne sera sans doute pas le même.

 

Note en passant, si quelqu´un peut expliquer comment, en ajoutant des traitements (donc des couches d´épaisseur précise) sur une lentilles on AUGMENTE son pouvoir de transmission je suis preneur, pour ma part je comprends bien, par interférence destructrice comment on supprime la reflexion mais pas comment on augmente la transmission. Fin de la note.

 

Au dela de la simple obstruction (on parle de quelque % à peine), moi je pense que l´ajout de surface optiques, et donc du nombre de lentilles au total, provoque également des pertes par diffraction. Et cela influe un peu sur la résolution et ce sont ces petits peu qui font les gros dégats à mon avis.

 

Tu a raison de noter que conclure que LES Kellners sont meilleurs que les radian n´est pas valide mais le fait qu´un TV plössl soit meilleur qu´un TV radian si !

La comparaison avec un Huygens, ou un Ramsden (voire un Special Ramsden) n´est pas fondée ... à moins qu´un jour Televue (ou d´autres marques) se penche sur la question et applique la même rigueur à sortir un oculaire avec uniquement pour objectif une transmission maximale et une résolution de haut niveau ... ce sera peut être un Zeiss ABBE (mais bon cela existe déjà).

Moi j´ai pu comparer un Kellner, un Plössl et un Orthoscopique, tous de marque Celestron sur l´aspect uniquement lié à la résolution. Je ne cherche pas à généraliser mais je cherche à être objectif. Sur mon C8 (et parce qu´il est motorisé), je n´acheterais pas un "80 degré de champ" pour observer jupiter à x300 ... je pense que ce serait un gachis.

 

Par contre, à faible grossissement, j´aimerais bien trouver un 40 ou un 50mm (en 2" forcément) avec un peu plus de champ. GG c´est de ta faute en plus tout ça ! Je lorgne actuellement sur un Antares Erfle de 55 degrés seulement, mais de 50mm de focale, il faut simplement changer le PO pour recevoir un 2" ... et là c´est pas certain que cela passe sans vignetter. Mon maximum est actuellement à 1600 deg.mm (Plössl de 32mm * 50 deg), je passerait à 2750 (50mm * 55 deg) ce qui est le maximum que j´ai pu trouver (le plus gros nagler est largement en deça avec 31*82=2542, et le "meilleur" est un panoptic avec 41*68 = 2788).

 

Là où tu a raison c´est que en plus de la résolution (mais mon sujet ne traitait que de cela), si en plus on veut obtenir un champ de vision important, par gout (sur un instrument motorisé), ou parce que l´instrument n´est pas motorisé (cas des dobsons), on est confronté au problème de concillier deux choses (d´où ma remarque du choix difficile). Et que, toujours par diffraction, ajouter des surfaces optiques pour corriger la coma sur 80 degré de champ ne va forcément pas sans influence sur la résolution.

 

Pour ce qui est du type d´instrument (sur le rapport F/D), les dobsons, mais également tout instrument très ouvert, doit être corrigé de la coma. Toutefois sur ces instruments, pour les forts grossissements qui nous interessent, je doute que cela soit un critère. Je ne parle pas d´aberration de sphéricité ou d´astigmatisme là qui sont pour moi des défauts optiques mais bien de coma. Dans ces conditions, a qualité de fabrication égale, je pense qu´un oculaire de 10mm sera meilleur qu´un de 20 plus une barlow x2. Méfiance toutefois avec certaines formules (certains naglers justement) qui intègrent une barlow dans l´oculaire (bon en réalité un doublet divergent spécialement étudié pour).

['Bruno]

Ma remarque sur les F/D courts qui ne supportent pas bien les oculaires "simples" (orthoscopiques et Plössls par exemple) ne concernait pas la coma du télescope ou ses autres défauts optiques, mais l'astigmatisme généré par ces oculaires, même s'ils sont parfaits. Ce sont des oculaires destinés à fonctionner avec un faisceau fermé. Or le faisceau lumineux d'une étoile dans l'axe est ouvert, avec un instrument à court F/D, du coup l'oculaire dégrade l'image. Par contre, avec certaines formules complexes (Nagler mais pas WideScan), ce défaut est pris en compte et l'une des nombreuses lentilles sert souvent à d'abord refermer le faisceau (c'est pourquoi on dit parfois qu'ils intègrent une barlow).

 

Du coup, un orthoscopique de 20 mm couplé à une excellente barlow x2 risque de donner une meilleure image, dans un télescope à court F/D, qu'un orthoscopique de 10 mm.

[GéGé]

(texte cité)

GG c´est de ta faute en plus tout ça !

 

 

TOUT ça? Oh ben c'est un bien grand honneur que tu mes fais là! Et puis dans ce coup ci je suis sage comme une image : je lis, je ne dis rien, j'apprends, et essaie de comprendre pourquoi mes Vixen LV sont si extraordinaires sur mon Tuyau court! Ah oui... le grand champ? C'est mon trip à moi!

 

Amitiés à vous, ô chevaliers de la lentille!

 

GG

[geo444]

Salut à Tous !

 

d'abord merci à Patry pour cette étude sur la résolution...

 

profitant des Wacances de WebAstro, je suis allé fureter

- comme tout le monde ici - sur AstroSurf ; j'y ai trouvé

cette comparaison - Magnitude Stellaire - Magnitude Diffuse

et Diamètres Réels des différents instruments du marché :

 

apparemmant le lien ne passe pas... ou pas encore ?

 

http://www.astrosurf.com/laurent/magnitude.htm

 

page fort utile sur les Diamètres Réels et Magnitudes donc...

 

Hervé

[patry]

http://www.astrosurf.com/laurent/magnitude.htm

 

page fort utile sur les Diamètres Réels et Magnitudes donc...

 

Hervé

 

Je connais le site que tu donne !

Il est interessant bien que comportant quelques bévues et coquilles qui toutefois ne prêtent pas à conséquence (à un endroit on parle de 98% de transmission pour une lame de schmidt, ce qui me semble peu pour une lentille simple, alors qu'un doublet/triplet/quadruplet APO est donné pour la même transmission, malgré ne nombre important de surfaces ... hum, et puis dans le tableau, les 98% de la lame sont transformées en 96% ... re-hum, et il y en a d'autres ...) le site permet de se donner une bonne idée de ce que l'on peut obtenir de tel ou tel instrument.

 

D'autre part, pour la notion de magnitude limite stellaire, seul le pouvoir collecteur rentre en ligne de compte (déjà amputé d'une obstruction), pas la peine de lui en enlever encore via le rapport de strehl (voisin de l'EER). C'est un peu élever une cause au carré, cela me semble inutile !

 

Pour avoir eu 2 C8, semblables en ouverture (toujours 203mm), en focale (2032mm annoncés), l'age du premier (30ans à la louche) ne lui permet pas de bénéficier des traitements de surface "tip top" ! Au contraire du second qui reste suffisament ancien pour bénéficier d'une obstruction réduite (inférieure aux C8 très récents) mais de coefficients de transmission et de reflexion récents (Starbright ou XLT si vous voulez, c'est du pareil au même). Et cela se voit du premier coup ! Le ciel est plus noir (moins de diffusion parasite ?) et le contraste y gagne !

 

Il est toutefois clair que l'augmentation du diamètre pèse lourd dans la magnitude, même si parfois la qualité optique ne suit pas ! Le commentaire final sur les réfracteurs APO de grand diamètre est assez éloquent et, hors très grand champ, il semble illusoire de comparer une APO de 140mm à un SC de 14 ou 16" (dans les mêmes tarifs) voire un Newton de 20 à 30" ! Mais ce n'est plus une affaire de raison vu que c'est une passion !

[geo444]

Salut Patry !

 

http://www.astrosurf.com/laurent/magnitude.htm

 

j'ai pensé à mettre ce lien à cause du graphique comparo MTF

... bien dans le sujet de ton étude !

 

http://www.astrosurf.com/laurent/com_mtf.jpg

 

maintenant c'est vrai que les traitements évoluent, XLT, UHTC, ...

 

mais comme ils évoluent +/- en // pour toutes les marques..

.. je pense que ces tableaux comparatifs gardent leur utilité...

... pour 1 (futur) Astro-Photographe désirant se "faire un idée"

 

 

Hervé

[Alu]

Bonjour,

j'avais lu ce sujet il y a quelques jour et voila qu'en lisant Sky&Telescope de ce mois de juin je tombe sur un article traitant du même thème pp. 92--95.

Dans cet article l'auteur présente bien les courbes MTF mais ensuite il explique pourquoi ces courbes ne permettent pas de comparer des instruments de diamètres et obstruction différents entre eux (du fait de la normalisation à 1 pour chaque courbe MTF (Modulation Transfer Function) à la fréquence 0. Les courbes SCF (System Characteristic Function) sont ensuite introduites et elles permettent de comparer les instrumenst sur la base de leur diamètre et de leur obstrucion (mais pas de la qualité optique ou de leur transmission lumineuse propre). En fait les courbes SCF normalisent à 1 uniquement pour le plus grand diamètre comparé, ce qui fait apparaître le pouvoir collecteur des différents instruments. Ces courbes ne font de ce fait plus apparaître l'apparence trompeuse qu'un instrument obstrué a un meilleure contraste qu'un non obstrué (effet de la normalisation des MTFs).

L'article montre, à l'aide de courbes et d'images, les effets de l'obstruction, du diamètre (25, 50, 100 et 200mm), de la décollimation (divers degrés avec un instrument à f/5,6) et de la défocalisation sur Jupiter, Saturne et Mars, c'est très instructif et complémentaire de ce sujet, je vous le recommande.

[patry]

Interessant, il faudra que je le lise ... mais d'abord que je le trouve, parce que S&T, c'est pas toujours (je veux dire pas souvent) en kiosque par chez moi !

[Vincent]

Note en passant, si quelqu´un peut expliquer comment, en ajoutant des traitements (donc des couches d´épaisseur précise) sur une lentilles on AUGMENTE son pouvoir de transmission je suis preneur, pour ma part je comprends bien, par interférence destructrice comment on supprime la reflexion mais pas comment on augmente la transmission. Fin de la note.

 

Je peux répondre à cette question, mais je ne sais pas si la réponse va être nécessairement comprise (en gros l'argument d'autorité risque de jouer, et je n'aime pas ça du tout!)

 

Voilà ce qui se passe avec un traitement monocouche (pour le multicouche, c'est le même principe, mais il y a beaucoup plus de reflexions intermédiaires).

 

Celui ci a une épaisseur qui vaut 1/4 de la longueur d'onde qui nous intéresse (le Vert 0,546µm généralement). Il va se produire à présent 2 réflexions, l'une à l'interface traitement/air et l'autre a l'interface traitement/verre. Comme l'épaisseur de la couche anti-reflet est de 1/4 de la longueur d'onde le front d'one reflechis par l'interface verre/traitement se trouve déphasée de 1/2 longueur d'onde: elle va donc interférer de façon destructrice avec la reflexion au niveau provenant de l'interface air/traitement. Elles vont donc s'annuler. Pourquoi la transmission est-elle augmentée en conséquence? Il faut là faire intervenir une loi fondamentale de la physique, à savoir la conservation de l'énergie.

 

Concernant les traitements anti-reflets, l'absorption dans le verre et le bénéfice principal d'avoir de bons traitements anti-reflets:

 

Avec un simple traitement monocouche à base de MgF (Fluorure de Magnesium), on réduit à 1,2-1,3% la perte par reflexion pour le Vert sur chaque surface traitée si le verre utilisé est le BK7 de chez Schott ou le S-BSL7 de chez Ohara. Les performances sont encore meilleures avec des verres à haut indice, et la perfection est obtenue avec un verre dont l'indice pour le Vert est le carré de l'indice du Fluorure de Magnésium. L'absorption dans le verre BK7 est infime même dans le cas d'un ménisque relativement épais comme celui d'un gros Maksutov: moins de 0.5% pour 25mm d'épaisseur. Globalement la transmission d'une Lame de Schmidt ou d'un Ménisque de Maksutov avec un traitement anti-reflet de base sur les 2 surfaces varie de 95% à 97% en fonction de la longueur d'onde, du Violet Profond (0,4µm) au Rouge Profond (0,7µm). On sait faire bien mieux avec des traitements multicouches. Pour une lame de Schmidt, le bénéfice principale d'un traitement Anti-Reflet, quel qu'il soit, n'est pas tellement l'augmentation de la transmission, mais la réduction des reflets parasites qui dégradent la FTM en créant une image fantôme (un peu comme la diffusion). Pour les oculaires complexes, l'élimination de reflets parasites est une bonne chose, et vu le nombre de surface air/verre, et l'augmentation de la transmission devient alors non négligeable.

 

Voili Voilà

[patry]

Celui ci a une épaisseur qui vaut 1/4 de la longueur d'onde ... elle va donc interférer de façon destructrice avec la reflexion au niveau provenant de l'interface air/traitement.

 

Ca OK j'avais bien suivi, un coup d'interférométrie quoi !

 

 

Pourquoi la transmission est-elle augmentée en conséquence? Il faut là faire intervenir une loi fondamentale de la physique, à savoir la conservation de l'énergie.

 

C'est là que cela coince ... je ne vois pas comment une onde qui est réfléchie et qui interfère avec une autre (incidente) permet d'augmenter le ratio d'onde transmises ! Surtout que le faisceau réfléchi semble plutôt avoir tendance à revenir vers la source ... qu'est-ce qui lui fait changer de sens (faudra bien pour augmenter le ratio) ?

Parce que au final, autant je comprends bien que le contraste (reflets vs onde incidente) est augmenté par réduction des reflets parasites (qui finalement sont transmis d'une manière ou d'une autre par reflets multiples sur les surfaces optiques sans traitements), autant je ne saisi toujours pas comment en détruisant (par interférence) on augmente une transmission !

 

L'absorption dans le verre BK7 est infime même dans le cas d'un ménisque relativement épais comme celui d'un gros Maksutov: moins de 0.5% pour 25mm d'épaisseur.

 

Globalement la transmission d'une Lame de Schmidt ou d'un Ménisque de Maksutov avec un traitement anti-reflet de base sur les 2 surfaces varie de 95% à 97% en fonction de la longueur d'onde, du Violet Profond (0,4µm) au Rouge Profond (0,7µm).

 

Miam, je suis content du coup que ma lame de Schmidt soit en BK7 multi-traitée ! En tout cas, ca plus une "meilleure" reflexion des miroirs donne un avantage nettement visible sur le ciel (Celestron Ultima 8" vs Celestron orange 8"). Le noir est plus noir (pour autant que cela signifie quelque chose sur mon ciel de banlieue) et du coup, avec un meilleur rendement des optiques, les images sont plus contrastées !

[Vincent]

C'est là que cela coince ... je ne vois pas comment une onde qui est réfléchie et qui interfère avec une autre (incidente) permet d'augmenter le ratio d'onde transmises ! Surtout que le faisceau réfléchi semble plutôt avoir tendance à revenir vers la source ... qu'est-ce qui lui fait changer de sens (faudra bien pour augmenter le ratio) ?

Parce que au final, autant je comprends bien que le contraste (reflets vs onde incidente) est augmenté par réduction des reflets parasites (qui finalement sont transmis d'une manière ou d'une autre par reflets multiples sur les surfaces optiques sans traitements), autant je ne saisi toujours pas comment en détruisant (par interférence) on augmente une transmission !

 

L'interférence ne se fait pas entre une onde incidente et une onde réfléchie, mais entre 2 ondes réfléchies sur 2 surfaces différentes, une onde provenant de la reflexion à l'interface air/traitement, et une onde provenant de la reflexion à l'interface traitement/verre, les 2 ondes étant déphasé de pi radian (ou Lambda/2 si on parle en longueur d'onde), du fait de l'épaisseur du traitement (Lambda/4).

Il va être difficile de faire comprendre le phénomène d'augmentation de la transmission "avec les mains". Par contre, si tu as les outils mathématiques à ta disposition et les équations de Maxwell, il n'y a plus aucun doute.

[Bleu]

Il va être difficile de faire comprendre le phénomène d'augmentation de la transmission "avec les mains". Par contre, si tu as les outils mathématiques à ta disposition et les équations de Maxwell, il n'y a plus aucun doute.

Essaie toujours. Jusque-là je suivais silencieusement et je ne suis certainement pas le seul à le faire. Même si je ne peux pas prétendre comprendre ces équations.

 

Le développement sur l'interférence destructives des deux fronts réfléchis est clair. Le bât blesse là où intervient la conservation de l'énergie. Onde destructive, conservation de l'énergie, augmentation de la transmission... Il m'est difficile de coller ces trois morceaux.

[Vincent]

Bon, quand j'écrivais "difficile d'expliquer cela avec les mains", j'aurais du écrire "impossible pour moi". Je n'y arrive pas à moins de causer à un moment ou à un autre de Laplaciens et de vecteurs de Poynting: il faudrait avoir suivi le cours de Math complet niveau Math Sup et un cours de physique niveau Math Spé pour ne pas être largué .

 

Si un professeur de physique lit ceci, c'est un appel à l'aide pour donner une explication grand public sans faire appel à des outils mathématiques.

[Bleu]

Alternative : Google reste-t-il muet face à ce sujet ?

[GéGé]

Juste une idée... J'imagine que les interférences destructrices transforment l'énergie en chaleur, du coup seule l'énergie bien orientée traverse le verre sans interférence, donc sans perte de contraste. Il n'y a pas d'augmentation de la transmission, mais conservation du vecteur de poynting bien orienté, et de lui seul.

 

Ou bien?

 

 

GG:?:

[Jacques]

Juste une idée... J'imagine que les interférences destructrices transforment l'énergie en chaleur, du coup seule l'énergie bien orientée traverse le verre sans interférence, donc sans perte de contraste. Il n'y a pas d'augmentation de la transmission, mais conservation du vecteur de poynting bien orienté, et de lui seul.

 

Ou bien?

 

 

GG:?:

En chaleur ? Tu veux raisonner en macroscopique. Alors qu'il faut raisonner d'abord en ondulatoire.

On t'a montré plus haut que la siouxante de la lame quart-onde est de d'avoir une interférence destructrice entre l'onde réfléchie par le premier dioptre, et celle réfléchie par le second. Autrement dit, leurs amplitudes se soustraient l'une de l'autre. Ce serait parfait si l'amplitude résultante était nulle, mais on n'a pas une différence si nulle que cela.

Résultat net : aux imperfections près, il n'y a plus d'onde réfléchie, elle n'a plus d'amplitude, ou très réduite.

Vincent a été incomplet en n'invoquant que la conservation de l'énergie. Les trois autres composantes du vecteur impulsion-énergie (ou de son dual vecteur-d'onde-fréquence pour chaque photon) font l'objet de la même loi de conservation. Donc l'amplitude n'ayant plus à se partager en deux faisceaux, se transporte presque entière à travers les deux dioptres : Air-AR-verre et inverse à la sortie.

 

Tant qu'on ne considère pas une absorption dans l'une de ces couches, on n'a que des aspects ondulatoires en grand à traiter, ceux qui se décrivent avec les solutions classiques des équations de Maxwell.

Les absorptions seules convertissent bien l'énergie lumineuse en phonons dans le verre (ou dans la couche déposée), et là c'est un phénomène quantique, en ce sens qu'à chaque fois c'est un quantum d'action qui est mis en jeu. Quand bien même les intensités lumineuses seraient réduites au point qu'un seul photon serait en vol à la fois dans l'appareil (ce qui n'arrive jamais en astronomie), peu nombreuses sont les réactions auxquelles il peut participer, qui sont réduites jusqu'à la taille atomique : l'émission ou l'absorption par un atome ou une petite molécule. Un centre F (Farbe) dans un cristal ou dans un verre est déjà plus grand. L'interaction avec les nuages électroniques des ions oxygènes dans un verre, ce qui fait qu'un milieu est réfringent avec un indice supérieur à un, est collective à grande échelle, donc n'oblige nullement le photon à se concentrer, comme c'est le cas à l'absorption ou à la diffusion Rayleigh sur une molécule de diazote. En résumé : dans le domaine qui nous intéresse, raisonner en ondulatoire est parfaitement correct et fiable.

[patry]

Quand je pense à la transmission, ce que je recherche c'est d'avoir un flux d'énergie utile en sortie. Donc mon idée c'est un photomètre à l'arrière de chaque système optique (de puissance nulle pour ne pas concentrer le flux et biaiser le débat). Et on fait le test avec et sans optique pour mesurer l'énergie reçue (donc le flux lumineux) à partir d'une source monochromatique. Sachant que l'on calibre à 100% le système sans optique bien sur !

Arriver à 99% de transmission signifie que 1% du flux lumineux est consommé, soit par absorbtion soit par reflexion (un peu des deux en fait), or le verre se "voit" toujours, c'est donc bien qu'une partie non négligeable du flux incident est réfléchit ... et absorbé ... non ?

 

Autre idée, faire comme les filtres en photo, poser un objectif sur une feuille de papier blanc et mesurer "la blancheur" de la feuille après 2 transmissions !

[cotopaxi]

tres interessant,

 

pour les oculaires, il existe un livre tres interessant TELESCOPE OPTICS de Harrie Rutten et MArtin van Venrooij qui explique que c est une erreur d penser que le meilleur oculaire donne toujours le meilleur resultat et que effectivement ce qui importe c est la combinaison objectif oculaire. dans certains cas les defauts des deux se cumulent mais dans dautres cas elles se compensent en pertie. Il est donc tres regretable de ne pas pouvoir essayer les oculaires avant de les acheter (surtout vu les prix). Enfin c est vrai que avec mon instrument tres ouvert epsilon 160 f/3.3 le meilleur resultats que j ai pu avoir est avec les LV de chez Medas.

 

 

par contre j ai essayer sur une lunette de 150mm F/10 (observatoire de Valencia) et le resultat etait inferieur a un kellner 25mm. ca confirme ce que vous disiez plus haut

[cotopaxi]

[email=""][/email]

[cotopaxi]

J ai essaye de le scanner et de le copier je ne suis pas sur du resultat

 

sur le premiere ligne on a les aberations de l objectif puis de l oculaire et la combinaison des deux.

Sur le premier diagramme on voit que dans le cas newton 200f/6 + nagler13 les defauts s accumulent

 

par contre ci dessous, 182mmf/6 jones bird +26mm ploss le resultat est pour le moins surprenant

 

[email=""][/email]

[cotopaxi]

Desolé , j ai utilise un cite d ebergement qui mets des pubs , je ne savais pas:eek:

[patry]

Y'a pas de mal, et cela est très instructif comme planche car on voit que le couple instrument/oculaire (un très réputé nagler 13mm) est quelque chose à bien vérifier !

 

Lapalissade, plus l'instrument est lumineux, plus il est exigeant (collimation et autres) plus les oculaires doivent être au niveau ! Avec une ouverture de 6, 8 ou 12, le problème se pose "moins" et on "peut" (on est pas obligé) se contenter d'oculaires plus simples !

Par exemple, passer de F10 à F6.3 sur mon C8 et le PL32 devient de "pas trop mal" à "relativement moyen", alors que le Kellner ou un PL10 s'en sort presque mieux !

 

A F3.3 tu dois "souffrir" un peu mais c'est le prix à payer pour taquiner l'excellence aussi !

[olivier18]

Je souhaite comprarer (théoriquement) une étoile double vu par un 8m et par un 250 mm. Aberrator simule très bien mais il s'arrêre à 1m. Existe t-il d'autres programmes similiraires ?

Merci

[olivier18]

Personne ne connait de logiciels similaires un peu plus puissant ?

[patry]

Tout est une question d´echelle et tu peut comparer une étoile 8 fois moins étroite avec un telescope de 1m et de 30mm (un chercheur quoi) !

[barz]

Je relance cette discussion très technique (plutôt qu'en ouvrir une nouvelle) car mes questions naïves concernent la résolution en astro et plus particulièrement en astrophoto.

Je suppose, par exemple, un instrument de diamètre d et de focale f et dont le pouvoir de résolution est r.

D'après ce que j'ai pu lire la focale n'a pas d'influence, donc si je comprend bien la focale ça ne sert qu'à plus ou moins grossir (ou grandir) : je fais le candide ;-), et je le suis , sinon je ne poserais pas mes questions.

Cependant la focale permet de déterminer là où se forme l'image qu'on veut observer ou capturer, ou je me trompe et il faut me reprendre (c'est bien là l'objet de mon intervention).

Ma première question, qui concerne l'optique géométrique élémentaire, est donc :

en fonction de d,f et r combien mesure r (et là c'est sur un plan, donc plus d'angle mais une valeur métrique) sur l'image nette ?

 

 

Bon je pense que je peux trouver ça dans la littérature ou sur le net ou en me creusant un peu la tête, mais vous avez sûrement la réponse instantanée ;-).

Si j'ai une réponse je poserai ma prochaine question ...

 

A+,

 

fred

['Bruno]

Il y a deux choses différentes :

 

- En observation visuelle et en l'absence de turbulence, le pouvoir de résolution d'un télescope, exprimé en secondes d'arc, vaut 120/D, où D est compté en millimètres. Exemple : pour un télescope de 200 mm, c'est 0,6".

 

- En photo, on peut calculer l'échantillonage, c'est-à-dire la taille du pixel dans le ciel. C'est : e = Arctg( p / F) où p est la taille du pixel et F la focale du télescope. Exemple : pour un C8 (F=2000 mm) et un capteur ayant des pixels de 6 µm (soit 0,006 mm), on obtient e = 0,62".

 

Mais l'échantillonage ne correspond pas forcément à la résolution de la photo ! En imagerie planétaire, ce sera le cas, car les poses sont quasi instantanées. Ainsi, dans mon exemple du C8, on a un échantillonage qui permettra théoriquement d'atteindre le pouvoir de séparation du télescope. Cependant, en pratique on préfère un échantillonage plus petit. Ainsi, avec une barlow x2, on aurait e = 0,31".

 

Par contre, en photo longue pose (ciel profond), il est impossible d'obtenir le pouvoir séparateur, à cause des erreurs de suivi (qui existent toujours, même en autoguidage, vu que le principe de l'autoguidage, c'est : dès que l'étoile-guide fait mine de partir dans un sens, on la recentre - le "faire mine de partir" représente bien sûr une petite erreur de guidage) et aussi à cause de la turbulence qui s'accumule pendant la pose. Les livres indiquent qu'on doit viser, dans des sites courants de plaine, la valeur de 4". Plus précisemment, c'est la FWHM (largeur à mi-hauteur) qui doit valoir environ 4". Quand je faisais de l'imagerie, j'avais plutôt 5", mais il est vrai que je n'ai jamais complètement maîtrisé la mise au point. Les meilleurs astrophotographes arrivent à avoir des FWHM plus petites, parfois nettement plus petites, mais c'est en général parce qu'ils utilisent des montures de très haut de gamme et, parfois, un autoguideur AO-7 (qui agit par fractions de secondes). Bref, ce qu'il faut retenir, c'est qu'en pratique, et quel que soit le diamètre du télescope, en photo longue pose on sera limité à une valeur de l'ordre de quelques secondes d'arc (souvent environ 4).

 

Dans ces conditions, l'échantillonage de 0,62" du C8 de l'exemple ci-dessus est bien trop petit ! C'est pour ça qu'on a inventé le réducteur de focale F/3,3. Avec une focale de 600 mm, par exemple (et toujours les 6 µm par pixels), on a un échantillonage de 2,03", soit la moitié des 4" prévues : c'est parfait.