tp 15 : le telescope de newton

TP 15 : LE TELESCOPE DE NEWTON.
1.
HISTORIQUE.
Pour l’observation des astres, il est nécessaire d’avoir pour objectif une lentille de grand diamètre et achromatique. La
difficulté de construire une telle lentille est grande et en 1672, 60 ans après l’utilisation par Galilée d’une lunette, propose
un modèle de télescope où l’objectif est un miroir concave et l’oculaire un miroir plan associé à une lentille
convergente.
« Si Newton a construit le premier télescope, c’est parce qu’il est persuadé, à tort, que sa théorie des couleurs condamne la
lunette astronomique. Il a démontré en effet, que la lumière blanche était un mélange de lumières colorées, que le prisme
déviait différemment. Mais ce n’est pas vrai seulement du prisme. Cela va se produire chaque fois que la lumière traverse la
surface d’un morceau de verre, une lentille en particulier : l’objectif donnera toujours des images irisées. »
Persuadé qu’il est impossible d’annuler ce défaut, Newton cherche une solution radicale : pas de lentille !
« Le télescope doit remplacer la lunette car son miroir ne risque pas de disperser les couleurs de la lumière. Le problème
avec le télescope, c’est que l’image se forme devant le miroir. L’idéal pour le regarder serait de mettre la tête devant le
tube mais alors on empêcherait la lumière de rentrer… Newton a l’idée de renvoyer le faisceau de lumière non pas vers
l’arrière mais sur le côté du tube. Pour cela, il suffit d’un petit miroir plan incliné à 45°… »
« Newton et la mécanique céleste » de JP Maury
D’un point de vue technique, quelle est la différence essentielle entre une lunette et un télescope ?
Quel est le principal intérêt d’un télescope ?
2.
AB
ETUDE THEORIQUE.
miroir
primaire
A1B1
miroir
plan
A2B2
lentille
A’B’
convergente
Le miroir primaire sphérique a une focale f1 = 200 mm.
Le miroir plan incliné à 45° est placé à 16 cm en avant du miroir primaire.
Une lentille de vergence + 20  forme l’image définitive A’B’ à l’infini.
2.1. Rappeler la grandeur, qui caractérise les dimensions d’un objet à l’infini.
2.2. Où se forme chacune des images A1B1, A2B2 et A’B’ ?
2.3. Schématiser à l’échelle 1/2 le télescope modélisé et construire les différentes images de AB.
3.
LUNETTE OU TELESCOPE ?
« Les télescopes à puissance égale, sont beaucoup plus courts et plus massifs que les lunettes, donc plus stables et plus
maniables. Ils sont moins coûteux mais il est nécessaire de faire réaluminer leur miroir de temps en temps.
La vision horizontale, dans un télescope, est extrêmement commode.
Les télescopes sont bien meilleurs que les lunettes quand il s’agit de photographier les astres. Leur achromatisme est intégral.
Les télescopes sont préférés pour l’étude des spectres de la lumière émise par les astres, les photographies d’étoiles…
L’emploi de miroirs paraboliques permet d’utiliser de très grandes ouvertures et de collecter ainsi un grand flux lumineux.
Les lunettes sont utilisées, de préférence, en astronomie de position.
Pour les amateurs, les lunettes sont intéressantes jusqu’à 75 mm de diamètre par leur prix et leurs performances. »
« A l’affût des étoiles » de Pierre Bourge et Jean Lacroux
Quel est le principal avantage du télescope ?
1.
HISTORIQUE.
Une lunette est un système réfracteur, un télescope un système réflecteur.
Un télescope est achromatique (un miroir n’est pas dispersif).
2.
ETUDE THEORIQUE.
2.1..Son diamètre apparent.
2.2 A1B1 se forme en F 1' ; A 1' B 1' en F2 (symétrique de A1B1 / miroir plan) et A’B’ à l’infini.
2.3.
3.
LUNETTE OU TELESCOPE ?
Pour un prix identique, avec un télescope, on a un plus grand diamètre d’objectif qu’avec une lunette et donc un
instrument plus lumineux, permettant de mieux observer le ciel profond.
(Il faut plus de temps pour construire une lentille qu’un miroir.)