Mise En Évidence Des Limites De L'optique Géométrique
Accueil Sujets 2020 / Physique-Chimie Sujet 52: Diffraction dans un télescope Matière: Physique-Chimie Thème: Physique Type: Obligatoire Session: 2020 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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Dans l'espace, il n'y a ni atmosphère, ni pollution lumineuse... compenser les turbulences sur Terre Ceci est une tâche difficile, mais qui a été rendue possible par l'invention de l'optique adaptative. Dans le cadre de l'optique adaptative, on suppose que l'on dispose d'une étoile bien connue qui peut servir de référence. On analyse comment l'image de cette étoile obtenue par le télescope est perturbée par les turbulences atmosphériques. Diffraction dans un telescope ece 2018. Ceci permet de déterminer l'effet de ces perturbations sur la lumière qui nous arrive de cette portion de ciel. Le télescope possède un miroir déformable (constitué d'une multitude de petits miroirs mobiles commandés par ordinateur). Connaisant l'effet des turbulences atmosphériques sur la lumière qui nous arrive, on compense cet effet en déformant légèrement le miroir en conséquence. L'optique adaptative a permis une très grande amélioration dans les performances des télescopes terrestres. Les performances réelles d'un télescope sont bien en-dessous des performances théoriques que l'on peut calculer dans le cadre de l'optique géométrique, même en supposant les aberrations purement géométriques éliminées (ce qui n'est pas toujours certain...
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Cependant, construire des miroirs immenses pose de nouveaux problèmes: comment construire un miroir de cette taille et qui ait en même temps exactement la forme désirée? Un télescope classique de 4 à 5 mètres de diamètres a une masse de... 15 tonnes environ!! Comment faire pour construire encore plus large?... Diffraction dans un telescope ece pour. Les solutions choisies sont diverses... On utilise dans certains cas un ensemble de miroirs qui couvrent un diamètre total D, plutôt qu'un seul miroir de ce diamètre... Le premier télescope de ce genre a été le MMT ( Multiple Mirror Telescope) du Mont Hopkins, en Arizona, mis en service en 1979, et constitué de 6 miroirs de 1, 8 m de diamètre chacun, et qui équivalent à un grand miroir de 4, 5 m de diamètre. D'autres télescopes utilisant la même idée ont suivi, dont les télescopes Keck (le premier date de 1993) composés de plusieurs miroirs en losange pour un diamètre total de 10 mètres. On a aussi utilisé des miroirs d'un seul tenant mais plus minces que les miroirs classiques. Ils doivent alors être pourvus de vérins permettant de compenser en temps réel les déformations du miroir sous l'effet de la gravité.
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Or, plus l'ouverture du télescope est petite, plus la quantité de lumière qui entre est réduite, et moins l'image sera lumineuse. Ainsi, le diamètre d'ouverture d'un télescope est bien plus important pour ses performances futures que son grossissement. En fait, comme nous allons le voir, ce grossissement n'est en réalité jamais atteint, et ne signifie donc pas grand chose... Pour des objets très petits, bien avant d'arriver aux limites de vision du télescope prédites par l'optique géométrique, on est limité par la diffraction. On rappelle que, lorsqu'un obstacle (petit trou, fente, fil, etc. ) est interposé sur le trajet de la lumière, on obtient une figure qui ne suit pas le modèle de rayon lumineux de l'optique géométrique, et que l'on appelle figure de diffraction. Cette dernière est d'autant plus grande que l'obstacle est petit. Diffraction dans un telescope e.e.p. Les télescopes n'échappent pas aux problèmes de diffraction, et donnent des étoiles une image qui est une tache de diffraction, de taille inversement proportionnelle au diamètre du miroir (plus le diamètre du miroir est grand, moins la diffraction est importante).
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Cela peut être le diamètre du trou, le diamètre du fil, la largeur de l'ouverture etc… « a » étant une longueur, cette valeur sera en mètres. La règle est la suivante: — Si la longueur a est de l'ordre de grandeur ou inférieure à la longueur d'onde λ, il y a phénomène de diffraction. En revanche, si a est supérieure à λ il n'y a pas de diffraction. Si on prend des vagues qui arrivent sur un mur, on obtient cela: Sur le premier schéma l'ouverture a est environ égale à la longueur d'onde: il y a phénomène de diffraction, c'est-à-dire que l'onde se propage différemment après l'obstacle. Dans le deuxième schéma en revanche, a est largement supérieure à la longueur d'onde: il n'y a pas diffraction, donc l'onde continue de se propager (mais seulement au niveau de l'ouverture, pas sur les côtés! Définition | Diffraction | Futura Sciences. ). Il y a une propriété qui apparaît sur les schémas: la longueur d'onde avant l'ouverture est la même qu'après l'ouverture! Il en est de même pour la fréquence de l'onde. L'onde après l'obstacle ou l'ouverture a la même longueur d'onde et la même fréquence qu'avant l'obstacle ou l'ouverture.
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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. 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. La diffraction dans un télescope. 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].Sciences Définition Classé sous: Physique, diffraction, optique géométrique La diffraction se manifeste par une modification de la trajectoire des rayons associés à une onde lorsque ceux-ci rencontrent un obstacle. Elle se distingue de la réfraction. La diffraction de la lumière La diffraction de la lumière, par exemple, est le phénomène par lequel les rayons lumineux issus d'une source ponctuelle sont déviés de leur trajectoire rectiligne lorsqu'ils rasent les bords d'un obstacle opaque. Ce phénomène d'optique affectant l'observation d'une image à travers un instrument est dû au caractère ondulatoire de la lumière. C'est via la diffraction de la lumière que le phénomène a été découvert, ou plus vraisemblablement étudié scientifiquement pour la première fois, par Fransceco Grimaldi au XVII e siècle. Une vidéo présentant le phénomène de diffraction et ses nombreux avatars. © Canal U En réalité, la diffraction peut se manifester avec tous les types d'onde, que ce soit des ondes à la surface de l'eau, des ondes sismiques ou encore celles que l'on associe aux particules de matière en physique quantique sans oublier les ondes gravitationnelles dans la trame de l' espace-temps.