Specialite-07_files/TP Spécialité 5 - Le télescope de

TP de Spécialité no 5
Modélisation d’un télescope
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Éléments optiques
On modélise le télescope par :
– un miroir principal, noté M1 , jouant le rôle d’objectif
de distance focale f1′ = 250 mm ;
– une lentille convergente, notée L2 , jouant le rôle
d’oculaire de distance focale f2′ = 50 mm.
• Trouver la lentille et le miroir en question ;
Nota bene : les lentilles sont triées dans les
boîtes, ne pas faire de mélanges.
• Vérifier les distances focales du miroir et de la lentille à l’aide d’un montage approprié de votre choix.
Noter le résultat de chaque mesure sur le compterendu.
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Le télescope est un instrument destiné à observer un
objet AB à l’infini, en renvoyant une image finale A’B’ à
l’infini. Il faut donc rajouter deux ensembles simulants
l’astre et l’œil.
• Trouver deux lentilles de 10 δ, mesurer précisément
leurs distances focales par une méthode appropriée,
noter le résultat sur le compte-rendu.
• Sur le premier banc, à la sortie de la lanterne, rajouter le porte-objet avec deux objets gradués au millimètre, puis un diaphragme circulaire. Positionner
une lentille de 10 δ de façon à avoir un faisceau parallèle. On notera cette lentille L0 .
• Sur le second banc, placer la seconde lentille de 10 δ
et l’écran de façon à simuler la cornée et la rétine, en
réglant la même distance que pour l’œil. On notera
la dernière lentille L3 .
Calcul des positions
On veut construire un télescope afocal : le foyer image
F′1 (qui est, par ailleurs, confondu avec F1 ) du miroir
objectif doit être confondu avec le foyer objet F2 de la
lentille oculaire.
• À quelle distance faut-il disposer la lentille L2 du
miroir sphérique M1 ?
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Œil & étoile
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• Effectuer la mise au point en déplaçant très légèrement la lentille L3 simulant la cornée de l’œil.
• Mesurer les caractéristiques de l’image obtenue, les
noter sur le compte-rendu.
Si le temps manque,
passer directement au 7 : Cercle oculaire.
Montage du télescope
Regroupez-vous afin de disposer de deux
bancs d’optique par groupe.
On va disposer le miroir à l’extrémité du premier banc,
légèrement de biais, et on va placer la lentille oculaire
sur le second banc d’optique :
o
Miroir
(M1 )
sphérique
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Télescope de Newton
• Sur un pied demi-lune, placer un miroir plan Mp
à 45o par rapport au premier banc, de façon à intercepter le faisceau émergent du miroir M1 et à le
renvoyer à 90o .
Banc no 1
Banc no 1
cn
Ban
Réglage du télescope
Banc no 2
Lentille (L2 )
• Régler les positions du miroir et de la lentille, afin
de respecter précisément la distance miroir-lentille
assurant le caractère afocal du télescope.
Ne plus changer la distance miroir-lentille
par la suite !
Miroir
(M1 )
sphérique
Miroir
(Mp )
secondaire
Lentille (L2 )
(Suite TP de Spécialité 5 — Le télescope)
(Suite TP de Spécialité 5 — Le télescope)
• Placer le second banc d’optique de façon à ce que la
distance miroir sphérique M1 -lentille L2 soit toujours
précisément égale à la valeur qui rends le télescope
afocal.
• L’image obtenue est-elle différente au cas sans miroir plan ? Quelle est alors l’utilité de ce miroir secondaire ?
• Placer le second banc d’optique de façon à ce que la
distance miroir sphérique M1 -lentille L2 soit toujours
précisément égale à la valeur qui rends le télescope
afocal.
• L’image obtenue est-elle différente au cas sans miroir plan ? Quelle est alors l’utilité de ce miroir secondaire ?
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Cercle oculaire
Cercle oculaire
• Enlever l’ensemble simulant l’œil (écran et lentille
L3 ). Rechercher la plus petite section du faisceau sortant de l’oculaire, puis vérifier qu’il s’agit de l’image
de la monture du miroir objectif, en plaçant une
pointe de crayon proche du miroir.
• Noter sur le compte-rendu le diamètre et la position
par rapport à l’oculaire du cercle oculaire.
• Enlever l’ensemble simulant l’œil (écran et lentille
L3 ). Rechercher la plus petite section du faisceau sortant de l’oculaire, puis vérifier qu’il s’agit de l’image
de la monture du miroir objectif, en plaçant une
pointe de crayon proche du miroir.
• Noter sur le compte-rendu le diamètre et la position
par rapport à l’oculaire du cercle oculaire.
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D́   ́
D́   ́