NOTIONS D'OPTIQUE
POUR LES ASTRONOMES AMATEURS
J'explique ici quelques notions d'optique instrumentale qui permettent de comprendre le fonctionnement des instruments d'observation astronomique. Vous pourrez assimiler ces démonstrations même si vous ne possédez pas des connaissances scientifiques approfondies. J'ai évité au maximum les développements mathématiques.
L'ignorance est la nuit de l'esprit, et cette nuit n'a ni lune ni étoiles. (Proverbe chinois)
La formation des images : Le sténopé, La réfraction, Les lentilles convergentes, Distance focale d'une lentille convergente, Une lunette, Les lentilles divergentes, La cambrure, La réflexion, Distance focale d'un miroir concave, Un télescope, Les miroirs convexes, Puissance optique, La réflexion vitreuse, La réflexion totale, Le prisme à réflexion totale, Un redresseur à prisme, Une réflexion partielle
Calcul des combinaisons optiques : Optique paraxiale, Position d'une image, Taille de l'image, Image réelle ou virtuelle, Les miroirs, Approximation dans les calculs d'optique
La lumière :
Nature de la lumière,
Expérience de Young,
L'onde lumineuse,
Les interférences lumineuses,
Résolution des objectifs,
La fréquence,
Unités de temps et de longueur,
La couleur,
Les différents rayonnements électromagnétiques,
Dispersion de la lumière,
Le rayonnement thermique,
Définition du corps noir,
Les photons,
Rayonnement du corps noir : la loi de Planck,
La loi de Wien,
La loi de Stefan-Boltzmann,
Rayonnement thermique des corps réels,
La loi de Stefan,
Spectres de raies,
Lois de Kirchhoff
La diffraction de la lumière :
Historique,
Limite de l'ombre d'un bord droit,
Principe de HUYGENS-FRESNEL,
Faisceau limité par une fente,
Diffraction par une fente double,
Le réseau de diffraction,
Principe du spectroscope,
Faisceau limité par une ouverture circulaire,
Influence des aberrations - règle de Lord Rayleigh,
Pouvoir séparateur des instruments d'observation,
Faisceau limité par une ouverture circulaire,
Conséquences de l'obstruction centrale
La vision :
L'oeil,
La vision nocturne,
L'observation télescopique
Mesure des quantités de lumière :
La radiométrie,
La photométrie
Les instruments pour l’observation des objets éloignés :
La lunette de Galilée,
La lunette astronomique,
La longue-vue,
L'objectif de la lunette astronomique,
Les aberrations,
L'aberration de sphéricité,
La coma,
L'astigmatisme et la courbure de champ,
La distorsion,
Les reflets,
Le rapport de Strehl,
Luminosité des images. Diaphragmes et pupilles,
Champ des instruments d'observation. Lucarnes,
Les télescopes,
Le télescope de Newton,
Le miroir principal du télescope de Newton,
Le télescope de Herschel,
Le télescope de Gregory,
Le télescope de Cassegrain,
Le foyer Nasmyth,
Le télescope de Schwarzschild,
Le télescope Ritchey-Chrétien,
Le télescope Dall-Kirkham,
Comparaison des télescopes à deux miroirs avec le Newton,
Le télescope de Schmidt,
Le télescope de Schmidt à champ plan,
Le télescope de Bouwers,
Le télescope de Maksutov,
Le télescope photographique de Houghton,
Le télescope Lurie-Houghton,
Le télescope Schmidt-Newton,
Le télescope Schmidt-Cassegrain,
Le télescope Maksutov-Newton,
Le télescope Maksutov-Cassegrain,
Le télescope Houghton-Cassegrain,
Le télescope Klevtsov-Cassegrain,
Autres formules de télescopes,
Conseils de lecture
Grossissement et grandissement :
Le grossissement,
Le grandissement,
L'échelle d'une carte ou d'un cliché,
Observation visuelle : Les oculaires,
Remarque au sujet des oculaires pour microscopes,
Choix du grossissement,
Le grossissement minimal d'un instrument,
Le grossissement maximal d'un instrument,
Le grossissement résolvant,
Oculaires constitués d'une seule lentille : Oculaire de Kepler,
Dégagement oculaire,
Champ de l'oculaire,
Coulant de l'oculaire,
Finesse des images ,
Oculaires constitués avec deux lentilles simples,
Condition de Christiaan Huygens,
Oculaire de Huygens,
Oculaire de Dollond,
Oculaire de Ramsden,
Les oculaires achromatiques,
Oculaire de Kellner,
Oculaire Orthoscopique,
Oculaire de Plössl,
Oculaire de Nagler 1,
Oculaire de Nagler 2,
Oculaire Ethos,
Oculaire de Dilworth,
Autres caractéristiques des oculaires,
Fabrication d'un oculaire par un amateur,
Observation photographique,
Photographie au foyer,
Photographie avec objectif de l'APN,
La lentille de Barlow,
Barlow à deux lentilles,
Quelle Barlow choisir?,
Association de Barlow,
Lentille de Barlow et télescope très ouvert,
Les agrandisseurs télécentriques,
Projection avec un oculaire,
Projection solaire,
Conclusion
Les correcteurs de champ :
Historique,
Les aberrations,
L'aberration chromatique,
L'aberration de sphéricité,
La coma,
L'astigmatisme et la courbure de champ,
La distorsion,
La correction des aberrations,
Les correcteurs de champ,
Le correcteur de ROSS à deux lentilles,
Les correcteurs de WYNNE,
Un correcteur de champ à 4 lentilles,
La lentille de BARLOW,
Etude d'un correcteur de champ,
Fabrication par un amateur,
Bibliographie,
Résultats
Les montures des instruments d’observation astronomique :
Les montures azimutales,
Les montures équatoriales,
La monture à fourche,
La monture allemande,
La monture à berceau,
La monture anglaise,
La monture en fer à cheval
La vitesse de propagation de la lumière :
L'avance progressive de la lumière,
Les théories de la lumière,
La méthode de Léon FOUCAULT,
L'éther,
La vitesse de la lumière ne dépend pas de la vitesse de la source,
L'expérience de MICHELSON-MORLEY,
Expérience dans une fusée,
La vitesse de la lumière est une limite,
La transformation de Galilée,
L'horloge à photon,
La transformation de Lorentz,
Vers la relativité,
Electromagnétisme,
Plus vite que la lumière ?
Quelle est la couleur du ciel de la planète Mars? :
Sur Terre, le ciel est bleu...,
Les fluctuations de densité,
La diffusion de Rayleigh
...parfois le ciel est blanc...,
La diffusion de Mie
...et quelquefois le ciel est rouge
Quelle couleur devrait avoir le ciel de Mars?,
La polémique,
Le point de vue du photographe
6 août 2012 : Curiosity se pose sur la planète Mars
5 mai 2018 : Lancement de la sonde InSight vers la planète Mars
Finalement, quelle est la véritable couleur du ciel de Mars?
