Lunette astronomique afocale : condition d'afocalisme et foyers superposés

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• Système afocal : transforme un faisceau parallèle incident en faisceau parallèle émergent (objet à l'infini image à l'infini). • Condition d'afocalisme : F'_1 F_2 (foyers superposés). • Longueur du tube optique : L_tube = O_1 O_2 = f'_1 + f'_2. • L'image intermédiaire est réelle, inversée et située en F'_1. • L'œil observe à l'infini sans accommoder (confort visuel absolu).

Le cours

1. Constitution d'une lunette astronomique Une lunette astronomique est un instrument optique centré destiné à l'observation d'objets lointains (étoiles, planètes, cibles terrestres). Elle est constituée de deux systèmes optiques convergents : • L'objectif (L_1, centre O_1) : lentille convergente de grande distance focale f'_1 et de grand diamètre, tournée vers l'objet céleste. • L'oculaire (L_2, centre O_2) : lentille convergente de courte distance focale f'_2 (f'_2 f'_1), servant de loupe pour observer l'image intermédiaire. 2. Condition d'afocalisme et foyers confondus Un système optique est dit afocal s'il donne d'un objet situé à l'infini une image définitive également située à l'infini. L'œil de l'observateur observe alors l'image sans aucune fatigue musculaire d'accommodation (œil au repos) : F'_1 F_2 • Le foyer principal image de l'objectif F'_1 est confondu avec le foyer principal objet de l'oculaire F_2. • L'image intermédiaire A_1 B_1 se forme dans le plan focal commun : A_1 F'_1 F_2. • L'encombrement mécanique de la lunette (distance entre les deux lentilles) est égal à la somme des distances focales : O_1 O_2 = f'_1 + f'_2 3. Tracé des rayons lumineux à travers la lunette afocale Un faisceau incident de rayons parallèles incliné de l'angle par rapport à l'axe converge en B_1 dans le plan focal image de l'objectif. Comme B_1 appartient aussi au plan focal objet de l'oculaire, les rayons émergent de l'oculaire sous la forme d'un nouveau faisceau de rayons parallèles incliné d'un angle ' plus grand, prêt à entrer dans l'œil.

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