Problème

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Comparaison avec le télescope

✔ APP : Extraire l’information utile
✔ COM : Rédiger correctement une résolution d’exercice

La lunette astronomique n’est pas le seul instrument utilisé pour observer le ciel. On peut aussi utiliser un télescope. Ce dernier est constitué de deux miroirs et d’une lentille mince convergente.
Les rayons issus de l’objet arrivent en premier sur un premier miroir parabolique, le miroir primaire, pour récupérer le plus de lumière possible.
Le miroir primaire renvoie la lumière sur un miroir secondaire. Ce miroir dirige les rayons vers la lentille, l’oculaire, qui forme l’image finale à l’infini.

◆ Décrire les points communs et les différences entre le télescope et la lunette astronomique.

■ Tracé des rayons dans un télescope

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Limites d’une lunette astronomique

✔ APP : Extraire l’information utile
✔ COM : Rédiger un compte-rendu scientifiquement rigoureux

À partir des documents suivants, expliquer les différents phénomènes qui peuvent induire une dégradation de l’image par une lunette astronomique.

◆ Proposer une ou plusieurs solutions pour s’en affranchir.

Doc. 1

Tache d’Airy

Lorsque l’on observe un objet à la lunette astronomique, l’image n’est pas un point unique, mais une tache étalée. Cela est dû au phénomène de diffraction. Si deux objets sont trop proches, les deux taches observées le sont aussi et se confondent (doc. 2). On ne peut alors pas les distinguer. Ainsi, il existe une distance minimale entre deux objets pour laquelle les deux taches ne se confondent pas et où l’on peut donc distinguer les deux images.

Doc. 2

Photographies de taches d’Airy

Doc. 3

Conditions de Gauss

Un rayon respecte les conditions de Gauss lorsqu’il est peu incliné par rapport à l’axe optique et atteint un point de la lentille proche du centre optique. Dans ce cas‑là, on peut considérer que l’image est nette. Cependant, hors de ces conditions, deux problèmes se posent :

• l’image d’un point n’est plus un point : les rayons issus d’un même point ne se croisent pas en un unique point ;
• la lentille disperse les couleurs : c’est l’aberration chromatique (voir ci‑dessous).