TP : Telescope de Newton

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TP : Telescope de Newton
Commentaires :
Compétence
expérimentale:
Compte rendu:
Bilan:
1)Présentation d'un téléscope de Newton
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Observer le téléscope de Newton du labo. Quels sont
les 3 systèmes optiques qui composent ce
téléscope ?
•
•
•
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Orienter le télescope vers un objet lointain et
observer l'image obtenue. Décrivez là.
.
Un téléscope de Newton comprend trois systèmes optiques :
•
Un miroir primaire (1) : miroir parabolique de grande distance focale et de grand diamètre
pour capter un maximum de lumière. (C'est l'objectif du téléscope)
•
Un miroir secondaire (2) : petit miroir plan, orienté à 45° par rapport à l'axe optique du
miroir primaire.
•
Une lentille convergente (3) de courte distance focale. C'est l'oculaire du télescope.
Le miroir 1 capte la lumière de l'astre observé et
la renvoie vers le miroir secondaire 2 qui à son
tour, la réfléchit vers l'oculaire 3. Le miroir
secondaire plan 2 permet de faire sortir l'image
du tube du télescope.
La mise au point est réalisée en déplaçant
l'oculaire par rapport au miroir secondaire plan.
Un télescope est caratérisé par deux nombres
(114/900 par exemple). Ici 114 est le diamètre
du télescope en mm et 900 est la distance
focale du miroir primaire en mm.
La différence fondamentale entre lunette
astronomique et télescope provient de l'objectif :
C'est une lentille convergente dans une lunette
alors que c'est un miroir convergent dans un télescope. La fabrication de grands miroirs est plus
facile que celle des grandes lentilles. C'est la raison pour laquelle les plus grands observatoires
sont dotés de télescopes et non de lunettes astronomiques.
2)Etude graphique
2.1)Images
Dans cette étude, le miroir parabolique de l'objectif est modélisé par un miroir sphérique
convergent. Schématiquement la correspondance entre objet et image pour les trois systèmes
optiques est :
Le schéma du télescope est représenté sur la feuille de papier milimétré.
2.1)Où se forme l'image intermédiaire A1B1 de l'objet A∞B∞ donnée par le miroir primaire M1 ?
Construire l'image A1B1 sur le schéma donné en annexe.
Remarque : dans la réalité les rayons ne traversent pas le miroir plan M2 ! Ils passent de part et
d'autre de ce petit miroir dont les dimentions ont été exagérées pour la construction des images.
2.2)L'image A1B1 devient objet pour le miroir plan M2 qui donne une image A1B1. Comment est
orientée l'image A2B2 par rapport à l'objet A1B1 ? Construire A2B2 sur le schéma.
2.3)L'image A2B2 devient à son tour objet pour l'oculaire L2 qui donne une image A'∞B'∞ définitive.
Ou doit se trouver l'image A2B2, pour que l'image définitive A'∞B'∞ soit située à l'infini ? En déduire
la position du foyer objet F2 de L2 et celle du foyer imege F'2.
Construire l'image définitive : A'∞B'∞
2.4)Dans les conditions précédentes, le télescope est dit afocal. Jstifiez cette affirmation.
2.2)Grossissement
θ ' 
avec :
θ
θ' : angle sous lequel est vu l'image définitive de l'objet à travers le télescope.
Θ : angle sous lequel est vu l'objet à l'oeil nu (diamètre apparent). Θ est aussi l'angle
d'incidence des rayons issus de l'objet.
Le grossissement G d'un télescope est égal au rapport G=
•
•
2.2.1)Placer les angles θ' et θ sur le schéma précédent.
 f ' 1
2.2.2)Démontrer que pour le télescope afocale G=
.
 f ' 2
2.3)Cercle oculaire
2.3.1)Construire, sur le second schéma, l'image du miroir M1 par le miroir plan M2. On note M'1 cette
image.
2.3.2)Construire le cercle oculaire à partir de M'1.
2.3.3)Quel est l'intérêt de placer son oeil au niveau du cercle oculaire ?