TP de Spécialité no6 Modélisation d`un télescope 1

TP de Spécialité no6
Modélisation d’un télescope
1 Éléments optiques
On modélise le télescope par :
– un miroir principal, noté M1, jouant le rôle d’objectif
de distance focale f′
1=250 mm ;
– une lentille convergente, notée L2, jouant le rôle
d’oculaire de distance focale f′
2=50 mm.
•Vérifier grossièrement les distances focales du miroir
et de la lentille.
2 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 F2de la
lentille oculaire.
•À quelle distance faut-il disposer la lentille L2du
miroir sphérique M1?
3 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 :
Banc no1
Banc no2
Miroir
sphérique (M1)
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 !
4 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.
•Sur le premier banc, à la sortie de la lanterne, ajouter
le porte-objet avec la diapositive objet “F”, et posi-
tionner une lentille de 10 δde façon à avoir un fais-
ceau 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.
5 Réglage du télescope
•Effectuer la mise au point en déplaçant très légère-
ment la lentille L3simulant 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.
6 Télescope de Newton
•Sur un pied demi-lune, placer un miroir plan Mpà
45opar rapport au premier banc, de façon à intercep-
ter le faisceau émergent du miroir M1et à le renvoyer
à 90o.
Banc no1
Banc no2
Miroir
secondaire (Mp)Miroir
sphérique (M1)
Lentille (L2)
•Placer le second banc d’optique de façon à ce que la
distance miroir sphérique M1-lentille L2soit toujours
précisément égale à la valeur qui rends le télescope
afocal.
•L’image obtenue est-elle différente au cas sans mi-
roir plan ? Quelle est alors l’utilité de ce miroir se-
condaire ?

7 Cercle oculaire
•Enlever l’ensemble simulant l’œil (écran et lentille
L3). Rechercher la plus petite section du faisceau sor-
tant 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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7 Cercle oculaire
•Enlever l’ensemble simulant l’œil (écran et lentille
L3). Rechercher la plus petite section du faisceau sor-
tant 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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