Specialite-10_files/TP de Spécialité n°6

TP de Spécialité no6
Modélisation d’un télescope
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Banc no 1
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.
Miroir
(M1 )
sphérique
nc
Ba
o
n 2
Lentille (L2 )
• Vérifier grossièrement les distances focales du miroir
et de la lentille.
Dans ce montage, l’étoile est portée par le banc no 1,
l’œil par le banc no 2, conformément au sens du rayon
lumineux dessiné.
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• Régler les positions du miroir et de la lentille, afin de
respecter précisément la distance miroir-lentille assurant le caractère afocal du télescope.
• Effectuer la mise au point en déplaçant très légèrement la lentille L3 simulant la cornée de l’œil.
• Observer les caractéristiques de l’image obtenue, les
noter sur le compte-rendu.
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
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.
Comme nous sommes contraint de regrouper les bancs
de deux groupes, un groupe s’occupera pour l’instant de
créer soit un œil, soit une étoile.
• Côté fenêtre, l’œil : Sur le banc, à la sortie de la lanterne, ajouter le porte-objet avec la grille, et positionner une lentille de 10 δ de façon à avoir un faisceau
parallèle. Lier l’ensemble lanterne-lentille avec deux
noix et une barre.
On notera cette lentille L0 .
• Côté couloir, l’étoile : Sur le 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. Lier l’ensemble lentille-écran avec deux noix et
une barre.
On notera la dernière lentille L3 .
Cercle oculaire
• Enlever l’ensemble simulant l’œil (bloc écran et lentille L3 placé sur le banc no 2). 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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Télescope de Newton !!
Banc no 1
Miroir
(M1 )
sphérique
Miroir
(Mp )
secondaire
Banc no 2
Lentille (L2 )
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Montage du télescope
Regroupez-vous côté fenêtre afin de disposer
de deux bancs d’optique par groupe.
On va disposer le miroir sphérique M1 sur un pied demilune à l’extrémité du premier banc, légèrement de biais,
et on va placer la lentille oculaire sur le second banc
d’optique :
• 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 , maintenant placé
sur le banc no 1, et à le renvoyer à 90o .
• 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.
• 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 ?
• L’image obtenue est-elle différente au cas sans miroir plan ? Quelle est alors l’utilité de ce miroir secondaire ?
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Différents types de télescopes
Différents types de télescopes
Spécialité – TP de Spécialité 6
Télescope de Newton
Au bureau
2 bancs d’optique + accessoires
1 pied demi-lune