3
CHAPITRE
Optique géométrique
L’essentiel du cours
Observation d’étoiles à l’aide d’une lunette astronomique.
Contexte
Un astronome amateur utilise sa nouvelle lunette astronomique pour observer des étoiles. La lunette, représentée figure 3.1, peut être utilisée avec un capteur CCD pour mémoriser l’image des
étoiles ou avec un oculaire pour une observation directe à l’œil.
CCD
Oculaire
Objectif
Plan focal
Plan focal
Figure 3.1. Lunette astronomique. Utilisation d’un capteur CCD ou d’un oculaire.
Il est amené à se poser une multitude de questions lors de ses observations : quelle lumière est
émise par les étoiles ? Quelles sont les principales parties fonctionnelles de sa lunette ? Comment
l’œil parvient-il à former une image nette des étoiles ?
1 Les sources de lumière
La première question posée concerne l’émission de lumière. Les sources lumineuses, qu’elles soient
célestes ou terrestres, présentent des caractéristiques différentes selon leur constitution et leur mode
d’émission. La caractérisation d’une source lumineuse se fait principalement au travers de l’étude
de son spectre.
Voici quelques exemples de sources de lumière.
• Les sources thermiques, émettant un spectre continu, comme les étoiles, le Soleil et les
lampes à incandescence. Le spectre d’émission dépend de la température de l’émetteur
(5 700 K pour le Soleil, 2 800 K pour une lampe à incandescence classique et 3 100 K pour
une lampe à incandescence à halogène). Les atomes sont excités par l’agitation thermique.
• Les lampes à décharge basse pression (lampes spectrales). Ces sources émettent un spectre
de raies, c’est-à-dire un ensemble de radiations de longueurs d’onde bien précises correspondant à des transitions énergétiques atomiques. Les atomes du gaz sont excités par une
décharge électrique.
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
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Observation d’étoiles à l’aide d’une lunette astronomique.
Contexte
Un astronome amateur utilise sa nouvelle lunette astronomique pour observer des étoiles. La lunette, représentée figure 3.1, peut être utilisée avec un capteur CCD pour mémoriser l’image des
étoiles ou avec un oculaire pour une observation directe à l’œil.
CCD
Oculaire
Objectif
Plan focal
Plan focal
Figure 3.1. Lunette astronomique. Utilisation d’un capteur CCD ou d’un oculaire.
Il est amené à se poser une multitude de questions lors de ses observations : quelle lumière est
émise par les étoiles ? Quelles sont les principales parties fonctionnelles de sa lunette ? Comment
l’œil parvient-il à former une image nette des étoiles ?
1 Les sources de lumière
La première question posée concerne l’émission de lumière. Les sources lumineuses, qu’elles soient
célestes ou terrestres, présentent des caractéristiques différentes selon leur constitution et leur mode
d’émission. La caractérisation d’une source lumineuse se fait principalement au travers de l’étude
de son spectre.
Voici quelques exemples de sources de lumière.
• Les sources thermiques, émettant un spectre continu, comme les étoiles, le Soleil et les
lampes à incandescence. Le spectre d’émission dépend de la température de l’émetteur
(5 700 K pour le Soleil, 2 800 K pour une lampe à incandescence classique et 3 100 K pour
une lampe à incandescence à halogène). Les atomes sont excités par l’agitation thermique.
• Les lampes à décharge basse pression (lampes spectrales). Ces sources émettent un spectre
de raies, c’est-à-dire un ensemble de radiations de longueurs d’onde bien précises correspondant à des transitions énergétiques atomiques. Les atomes du gaz sont excités par une
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