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Accueil Sujets 2019 / Physique-Chimie Sujet 47: Diffraction dans un télescope Matière: Physique-Chimie Thème: Physique Type: Obligatoire Session: 2019 Source: Un des sujets associés dispose d'une correction (voir plus bas) Tu souhaites envoyer un corrigé? Clique ici! Toute utilisation non appropriée de cette fonctionnalité sera passible d'un bannissement immédiat du site et des ressources associées.

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En astrophotographie, les aigrettes de diffraction sont des lignes en forme de croix qui apparaissent sur les images de sources très lumineuses observées à l'aide de télescopes. Ce sont des artefacts causés par la diffraction de la lumière sur la structure supportant le miroir secondaire [ 1], [ 2]. Généralités [ modifier | modifier le code] Optique d'un télescope de Newton: 1-Tube du télescope; 2-Miroir primaire; 3-Miroir secondaire et tiges support, cause des aigrettes de diffraction. Aigrettes de diffraction — Wikipédia. Pour la très grande majorité des télescopes, le miroir secondaire doit être positionné sur l' axe optique passant en son centre. Pour ce faire, il doit être rattaché au tube par un support quelconque. Cela engendre de la diffraction de la lumière et ce, quelle que soit la finesse des tiges de support, sauf si elles étaient aussi fines qu'un quart de la longueur d'onde la plus petite observée par le télescope ou plus fines encore. Cette diffraction prend la forme d'aigrettes résultant de la transformée de Fourier de ces tiges [ 1], [ 3].

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Ce miroir secondaire est maintenu par des « bras » appelés aigrettes. L'ensemble aigrettes miroir constitue ce que l'on appelle une araignée. Le nombre de bras de l'araignée d'un télescope peut varier d'un modèle à l'autre. Les images ci-dessous montrent les trois types d'araignée les plus rencontrés. Diffraction dans un telescope ece 1. Diffraction de la lumière par une fente Une fente diffracte la lumière qui la traverse. Si la fente est suffisamment petite, la figure de diffraction, observée dans un plan parallèle à la fente, est constituée d'une série de taches réparties sur un axe perpendiculaire à la direction de la fente. Ainsi, une fente verticale donne une figure de diffraction s'étalant sur un axe horizontal. Par ailleurs, la largeur de la tache centrale est deux fois plus grande que celle des autres. L'écart angulaire peut être calculé à partir de la relation:: écart angulaire (rad): longueur d'onde (m): largeur de la fente (m) Théorème de Babinet Le théorème de Babinet énonce que deux objets de forme complémentaire produisent des figures de diffraction identiques.

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Puis, en utilisant un tableur‑grapheur, tracer le graphe représentant l'évolution de en fonction de. Modéliser la courbe obtenue. 9. Déduire de l'expression trouvée à la question 7. et du graphe tracé, la valeur de la longueur d'onde du laser. Calculer l'incertitude type en considérant que les seules sources d'incertitudes à considérer sont sur les mesures de et de et présenter le résultat sous la forme: 10. Justifier la forme de la figure de diffraction obtenue avec une araignée à trois branches. 11. Diffraction dans un telescope – gmonbac. Reproduire soigneusement les araignées du doc. 2 (⇧) puis dessiner la figure de diffraction obtenue dans chaque cas. Expliquer en quelques lignes la forme des étoiles observées à travers un télescope. Utilisation des cookies Lors de votre navigation sur ce site, des cookies nécessaires au bon fonctionnement et exemptés de consentement sont déposés.

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Sommaire Introduction Principe général Diffraction d'un laser avec une fente Exercices Le phénomène de diffraction se produit quand une onde rencontre un obstacle ou un trou dont les dimensions sont de l'ordre ou inférieures à la longueur d'onde de l'onde. Ce chapitre utilise beaucoup de notions vues dans le chapitre sur les ondes (longueur d'onde, célérité etc…). Il est donc fortement recommandé de bien le connaître avant d'aborder la diffraction Nous verrons également dans ce chapitre les propriétés des lasers (on pose souvent des questions dessus! Les performances des télescopes — CultureSciences-Physique - Ressources scientifiques pour l'enseignement des sciences physiques. ). Principe général On rappelle tout d'abord qu'une onde est caractérisée par: sa longueur d'onde λ en m sa fréquence f en Hz sa célérité c en m. s -1 Les trois valeurs sont reliées par la formule: Nous allons nous intéresser essentiellement à la longueur d'onde λ de l'onde. On va se placer dans une situation où l'onde va rencontrer une ouverture ou un obstacle. Par exemple on envoie de la lumière sur une plaque avec un trou dessus, ou on envoie de la lumière sur un fil, ou des vagues arrivent sur une digue présentant une ouverture etc… L'ouverture ou l'obstacle va avoir une longueur caractéristique que l'on notera toujours a.

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La figure de diffraction obtenue limite l'aptitude du télescope à séparer les images de deux points très proches. On peut donner quelques formules à titre d'exemple: le diamètre apparent θ, en radians, du premier anneau sombre de la tache de diffraction (tache d'Airy) obtenue dans un cas "idéal" (étoile parfaitement circulaire, etc. ) est où λ la longueur d'onde de la lumière considérée, et D le diamètre du miroir du télescope. De cette formule découle l'expression souvent trouvée dans les livres et donnant le pouvoir séparateur d'un télescope limité par la diffraction pour une longueur d'onde dans le vert: pouvoir séparateur en secondes d'angle = 12"/D Joint à la nécessité de recevoir la plus grande quantité de lumière possible pour avoir des images plus lumineuses, ceci explique pourquoi on fabrique des télescopes avec des miroirs de grand diamètre. Plus le diamètre est grand, plus il y a de lumière et moins il y a de diffraction: les performances du télescope sont ainsi optimisées. Hubble est ainsi un télescope de 2, 4 m de diamètre, le VLT fait 8, 2 m de diamètre.

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