la distance focale

[NicoAranha]

bonjour la communauté

 

petite question de vocabulaire... j'ai pourtant lu plusieurs liens et articles sur le sujet, mais j'avoue ne pas arriver a me representer "concretement" cette distance focale et ce qu'elle implique...

 

j'ai compris a quoi ça correspond physiquement dans l'instrument, mais ensuite... j'ai lu qu'on pouvait le comparer a une lampe torche, pres d'un mur, on a un tache tres eclairée mais peu etendue, et a l'inverse, loin du mur, on a une tache plus large mais peu eclairée.

 

je crois d'ailleurs qu'on parle plutot de rapport f/D ... mais est ce que je pourrais avoir une explication "comme si j'avais 8 ans" avec si possible exemple concret (genre celui de la lampe) ? merki

 

ô toi qui veut me poser la formule de math a 8 etages, passe ton chemin

 

nico

[teddelyon]

Salut,

 

Un peu de lecture ici : http://serge.bertorello.free.fr/optique/images/images.html

 

La notion de foyer est assez simple à se représenter quand tu penses à la loupe qui fait brûler le papier, la distance loupe-papier est la longueur focale de la lentille de la loupe, ça marche grosso-modo pareil pour les objectifs (miroirs ou lentilles) de télescopes.

[Fred_76]

Si tu as 8 ans, ce sera difficile de t'expliquer.

 

Donc en se mettant au niveau d'un gamin de 8 ans, la longueur focale est, en gros, la distance entre la loupe et la fourmi, pour faire griller la fourmi, là où la lumière du Soleil est la plus concentrée.

 

Le diamètre, tu dois connaître. C'est le diamètre de la loupe. Je pense qu'on a du t'apprendre à te servir du décimètre en CP.

 

Le rapport F/D, c'est une formule de maths, c'est du niveau CM1... donc trop dur à te faire comprendre.

 

Je comprends mieux l'étude qui fait scandale...

 

 

... edit : grillé par Teddylion ...

[NicoAranha]

Si tu as 8 ans, ce sera difficile de t'expliquer.

 

Donc en se mettant au niveau d'un gamin de 8 ans, la longueur focale est, en gros, la distance entre la loupe et la fourmi, pour faire griller la fourmi, là où la lumière du Soleil est la plus concentrée.

 

Le diamètre, tu dois connaître. C'est le diamètre de la loupe. Je pense qu'on a du t'apprendre à te servir du décimètre en CP.

 

Le rapport F/D, c'est une formule de maths, c'est du niveau CM1... donc trop dur à te faire comprendre.

 

Je comprends mieux l'étude qui fait scandale...

 

 

... edit : grillé par Teddylion ...

 

Bonjour Fred,

j'ai 35 piges... effectivement Teddelyon t'as grillé... au niveau de la façon de le dire aussi (il a été aussi efficace que toi, sans donner l'impression de se foutre de ma poire... )

 

Cela dit la question reste là, mais je vais aller lire le lien qu'il m'a proposé, là aussi, c'est plus efficace que l'ironie.

 

Merci qd meme.

[Fred_76]

Bonjour Fred,

j'ai 35 piges... effectivement Teddelyon t'as grillé... au niveau de la façon de le dire aussi (il a été aussi efficace que toi, sans donner l'impression de se foutre de ma poire... )

 

Cela dit la question reste là, mais je vais aller lire le lien qu'il m'a proposé, là aussi, c'est plus efficace que l'ironie.

 

Merci qd meme.

 

Ben, tu voulais une explication "comme si tu avais 8 ans"... je t'ai donc pris au mot :

 

mais est ce que je pourrais avoir une explication "comme si j'avais 8 ans" (...) ô toi qui veut me poser la formule de math a 8 etages, passe ton chemin

[NicoAranha]

Mouais, bon, passons, je voulais simplement une explication concrete, avec des mots simples et des exemples du quotidien (d'ou mon exemple de la lampe torche et le comparo avec la formule de math bien lourde). C'est un peu de la mauvaise foi de jouer sur les mots pour repondre à coté en te foutant de moi en pensant que je suis pas foutu de faire une division... mais pas grave, t'es pas le 1er ni le dernier.

 

Bref, je reformule autrement car j'ai du mal m'exprimer: a diametre equivalent, qu'implique une distance focale longue ou courte (ou un f/D grand ou petit) sur ce qu'on observe (CP ou planetaire) ?

 

j'ai lu: f/D petite: CP

f/D grande: planetaire

ok,mais pourquoi ?

 

PS: puis je demander "avec des phrases simples" ou un gars marrant va me sortir "ba be bi bo bu" ?

Modifié 18 mai 2015 par NicoAranha

[philou31]

Je compare, peut-être à tord, le f/D d'un télescope ou d'une lunette à l'ouverture d'un objectif photo.

A un f/d court correspond à un objectif très ouvert et très lumineux. La plage de mise au point est très faible.

En photo c'est l'idéal pour le CP car cela permet de capturer plus de lumière et donc de réduire les temps de pose.

 

Toujours en photo, et pour le planétaire, on a besoin de fort grossissement et de beaucoup moins de lumière. On obtient plus facilement ces fort grossissements avec un f/d long.

 

En visuel on se fiche du rapport f/d, du moins en théorie.

En visuel si tu veux observer le CP tu auras besoins du plus grand diamètre possible.

Imagine un dobson de 400 mm avec un f/d = 10.

La focale du télescope (pour simplifier la longueur de ton tube) serait donc de 4 m. Un tel instrument serait difficile à utiliser.

C'est aussi pour cette raison que souvent les télescope de type newton de grand diamètre vont avoir un rapport f/d assez court.

 

Tu me diras un schimitt-cassegrain de type C11 à une longue focale et pourtant le tube est court: c'est parce que le chemin optique des rayons est dévié plusieurs fois dans le tube.

 

Il y a surement des erreurs dans mes explications, mais j'ai essayé d'être simple.

[julon2000]

La focale, c'est la distance à partir du miroir à laquelle il faut se mettre pour obtenir une image nette. Un schéma pour un Newton:

 

Donc pour un Newton une longue focale implique déjà un long télescope et plus d'encombrement. Pour d'autres formules optiques aussi, mais dans une moindre mesure suivant la formule car la lumière fait des allers-retours.

 

Ensuite le grossissement de l'image est obtenu en divisant la focale du télescope par celle de l'oculaire. Donc un oculaire donné aura un grossissement différent suivant le télescope sur lequel il est mis.

 

Finalement un faible rapport f/d implique (en visuel et pour un Newton) un télescope plus compact mais plus sensible à la coma (je te laisse chercher ce que c'est) et moins tolérant à une mauvaise collimation (idem )

 

Il y a d'autres implications (par ex. la pupille de sortie), mais c'est les grandes lignes.

[NicoAranha]

Merci julon et philou, le genre de reponse que j'attendais collimation, je suis ok, mais pour la "coma", je vais me rencarder car j'ai vu passer ce mot plusieurs fois sans chercher a savoir ce qu'il signifiait (ca me semblait sortir du cadre du novice )

[Fred_76]

Bon j'arrête la moquerie...

 

Plus la focale est importante, plus la partie du ciel que tu vas voir est petite. L'angle se resserre. Mais l'image ainsi formée sur la surface réceptrice occupera toujours la même place (le capteur de ton appareil photo). Donc tu auras l'impression d'avoir une image de plus en plus grossie - c'est ce qu'on voit avec les zooms des appareils photos, plus tu zoomes (focale++) plus tu grossis l'image.

 

Le diamètre lui, est une surface fixe que tu ne peux pas faire varier (sauf à installer un iris comme dans les appareils photos). C'est cette surface qui collecte la lumière. Plus tu augmentes le diamètre, plus tu captures de photons et donc plus l'image sera lumineuse. Et vice versa, quand tu réduits le diamètre, la luminosité décroit. C'est ce qui se passe avec un objectif photo quand tu augmentes/réduits l'ouverture du diaphragme qui agit comme si tu changeais d'autant le diamètre de la lentille.

 

Mais à diamètre constant, plus tu réduits la focale, plus tu augmentes le champs couvert par ton objectif et plus tu recevras de lumière vu que tu embrasses un champs plus large.

 

Le rapport F/D permet de juger de la capacité de ton télescope à capter la lumière. On parle souvent de "vitesse". En effet, plus le rapport F/D est petit, plus le télescope aura soit une courte focale, soit un grand diamètre (ou les deux), et sera apte à capter de la lumière. La vitesse vient du temps de pose : un petit F/D correspond à beaucoup de lumière reçue donc un temps de pose court (rapide). Un grand F/D correspond à peu de lumière reçue donc un temps de pose allongé (lent).

 

Voilà, j'espère avoir été assez clair... mais avec les plus ça va moins vite moins ça va plus lentement, ça devient vite indigeste !

 

 

 

Pour la coma, c'est autre chose. Il s'agit d'un effet optique causé par la forme des lentilles ou des miroirs. Sur en appareil optique parfait, tous les rayons venant de toute la surface du diamètre convergent en un point unique. Mais on n'est pas dans un mode parfait, un tel appareil optique est très complexe à réaliser. Donc au lieu de converger en un point unique, on se rend compte que plus les rayons arrivent sur le bord du miroir/lentille, moins ils focalisent bien. Cela se traduit par des étoiles en forme de boomerang, ou un point avec une chevelure poussée par le vent vers l'extérieur de l'image : c'est l'origine du mot "coma", féminin, qui n'a rien à voir avec tomber dans le "coma", masculin.

 

La coma peut cependant se corriger en introduisant un groupe de lentilles sur le trajet optique. On appelle ça un correcteur de coma.

 

Comme tu peux aussi le deviner, la coma est amplifiée quand le rapport F/D est court. En effet, plus la focale est petite par rapport au diamètre, plus le trajet des photons est détourné pour focaliser. Un petit rapport F/D est donc bien plus sensible à la coma qu'un grand rapport F/D. On peut sans trop de problème se passer de correcteur de coma quand on a un F/D>~12, par contre en dessous de ~6, le correcteur est vraiment indispensable.

 

Il y a bien d'autres défauts optiques, comme le chromatisme, l'astigmatisme, la sphéricité... mais on sort du cadre de tes questions.

 

A+

 

Fred

[Captain Flam]

Si tu as 8 ans, ce sera difficile de t'expliquer.

 

Donc en se mettant au niveau d'un gamin de 8 ans, la longueur focale est, en gros, la distance entre la loupe et la fourmi, pour faire griller la fourmi, là où la lumière du Soleil est la plus concentrée.

 

Fred tu n'aimes pas les fourmis ou plutôt tu aime les griller (au barbecue ça marche aussi)

 

ATTENTION la S.P.F (societe protectrice des fourmis) t'attend au prochain post ça fait deux fois en moins d'une semaine :be:

Moi c’était les gendarmes (aujourd'hui ça n'a pas changer, j'adore les griller au feu rouge:comete:)

 

Fab

Modifié 18 mai 2015 par Captain Flam

[NicoAranha]

Voilà, j'espère avoir été assez clair... mais avec les plus ça va moins vite moins ça va plus lentement, ça devient vite indigeste !

 

 

 

 

C'est limpide, pas comme le ciel de ce soir merci bien !

 

C'est donc pour cela qu'on dit qu'une f/D petit est adapté au CP (peu de lumiere dispo, donc faut en capter le max) et qu'un f/D plus grand va bien pour le planetaire (objet tres lumineux, donc pas besoin de privilegier le captage de lumiere... mais du coup on gagne en grossissment. J'ai bon ?

[Bison]

C'est limpide, pas comme le ciel de ce soir merci bien !

 

C'est donc pour cela qu'on dit qu'une f/D petit est adapté au CP (peu de lumiere dispo, donc faut en capter le max) et qu'un f/D plus grand va bien pour le planetaire (objet tres lumineux, donc pas besoin de privilegier le captage de lumiere... mais du coup on gagne en grossissment. J'ai bon ?

 

Ce que tu écris est vrai pour la photo UNIQUEMENT, ou un F/D court permet de capter plus ed lumière et donc de raccourcir les temps de pose.

 

En visuel, cela n'a aucun effet. Quant aux grossissements, quand on connait la focale F et le diamètre D de son télesccope, il est facile de se construire une gamme d'oculaires adaptés pour avoir différents grossissements correctements étagés entre le grossissement mini (on va dire 0,2xD) et le grossissement maxi (2xD grand maxi)

[Fred_76]

Je suis d'accord, Bison, c'est pourquoi je n'ai à aucun moment parlé de l'oeil humain ou de visuel.

 

En visuel, c'est notre oeil qui reçoit la lumière. Il ne peut pas, comme les caméras ou les appareils photos, augmenter le temps de pose ou régler le gain, contraste, et luminosité...

 

De plus, l'oeil humain voit les choses à l'infini (les rayons arrivent parallèles), or avec une lunette ou un télescope, les rayons convergent vers le foyer optique. On verrait flou si on n'utilisait pas un oculaire pour redresser les rayons.

 

Les oculaires ont eux aussi une focale. Mais là, ça joue à l'inverse de la focale du télescope : une courte focale grossi l'image observée, une longue focale la rétréci.

 

On parle alors du grossissement. Il s'agit du rapport entre la focale de l'instrument, et celle de l'oculaire. Plus le grossissement est important, plus l'objet apparaît gros à l'oeil.

 

Mais plus on grossi, plus on voit les détails (dans la limite de la tache de diffraction) mais surtout plus on voit aussi les effets ravageurs de la turbulence atmosphérique. De même, plus on grossi une image captée par un certain diamètre, plus la lumière captée est étalée sur une grande surface : au final l'image parait plus sombre et on perd du contraste. Au bout d'un moment, l'image est tellement floue et peu contrastée que l'on ne voit plus rien de bon.

 

Il y a donc un compromis entre la qualité de ce que l'on observe et le grossissement, la qualité dépendant bien sur de la turbulence et du contraste.

 

En pratique on estime que l'on peut grossir sans problème autant que le diamètre du telescope exprimé en mm. Par exemple avec une lunette de 80 mm de diamètre, tu pourras grossir 80x. Quand le ciel est exempt de turbulence, on peut aller jusqu'à 2 fois le diamètre, voire même un peu plus. Il y a une démonstration mathématique, mais tu n'aimerais pas ! On la trouve facilement sur le net.

Modifié 19 mai 2015 par Fred_76

[NicoAranha]

Merci Fred et Bison pour ces precisions. Je commence a saisir les choses (et sans formules ).

Pour ce qui est du grossissement, j'avais pu deja le constater avec ma lunette bon marché.... avec des oculaires (surement de mauvaise qualité en plus) de 20, 12.5, et 4mm... fallait etre bien motivé pour rester sur le 4.

[Bison]

Je suis d'accord, Bison, c'est pourquoi je n'ai à aucun moment parlé de l'oeil humain ou de visuel.

 

En visuel, c'est notre oeil qui reçoit la lumière. Il ne peut pas, comme les caméras ou les appareils photos, augmenter le temps de pose ou régler le gain, contraste, et luminosité...

 

Yep, on considère que l'oeil humain fonctionne comme un capteur ouvrant à peu près au 1/10ème de seconde, ce qui explique pourquoi les films à 24 images/s ne nous paraissent pas saccadés.

 

De plus, l'oeil humain voit les choses à l'infini (les rayons arrivent parallèles), or avec une lunette ou un télescope, les rayons convergent vers le foyer optique. On verrait flou si on n'utilisait pas un oculaire pour redresser les rayons.

 

Dans l'oeil c'est le cristallin qui joue le rôle de lentille convergente vers la rétine. Comme il est souple il permet aussi la mise au point suivant la distance de l'objet qu'on observe (au delà de quelques mètres c'est en effet l'infini...). Quand ce cristallin est abîmé ou usé...ben on met des lunettes!!!

 

Merci Fred et Bison pour ces precisions. Je commence a saisir les choses (et sans formules ).

Pour ce qui est du grossissement, j'avais pu deja le constater avec ma lunette bon marché.... avec des oculaires (surement de mauvaise qualité en plus) de 20, 12.5, et 4mm... fallait etre bien motivé pour rester sur le 4.

 

Il y a quelques formules utiles et faciles à connaître quand même. Usuellement on note D le diamètre du télescope (du miroir d'un réfracteur ou de la lentille d'une lunette), et F sa distance focale, tout en millimètre. Avec ces notations :

- si f est la distance focale de l'oculaire le grossissement vaut G=F/f.

- on parle souvent de "pupille de sortie", c'est le diamètre du pinceau de lumière qui vient taper l'oeil de l'observateur. la formule pour la calculer est P= D/G. Avoir une puplle de sortie plus grande que la pupille de l'oeil ne sert à rien, une partie de la lumière n'arrivera pas sur la rétine (on dit que l'oeil diaphragme). Comme la pupille d'un oeil humain n'excède pas 6 à 7 mm chez un jeune et plus couramment 5 mm chez un adulte, on en déduit que le grossissement minmal utile (pour faire bien on dit grossissement équipupillaire) est G=D/5.

- le grossissement maxi théorique (issu de la démonstration dont parle Fred) est G=2,4xD. En pratique aller au delà de 2xD ne sert pas à grand chose, même si on lit e temps à autre des observations à 3xD voire plus (avec des lunettes le plus souvent, de diamètre limité)

- le grossissement utile, ou résolvant, est le grossissement qui apporte le meilleur compromis entre luminosité et visibilité des détails.Au-delà tu ne verras pas plus de détails, simplement tu les verras plus gros et moins lumineux. Il est utile surtout pour les planètes et la Lune, et dépend aussi de la physique de ton oeil. On considère qu'il varie entre 0,8xD et 1,2D, donc une valeur de 1xD est souvent une bonne approximation.

[NicoAranha]

Salut, oui OK ce sont des formules tout a fait accessibles. En fait je suis pas non plus totalement rebuté par les divisions-multiplications, c'est simplement que je préfère le concret a la théorie, j'apprehende les choses bcp plus facilement comme ça... Je suis technicien dans la recherche, donc des formules, j'en ai bouffé, même en optique au lycée (ca date )... Mais c'est pas mon dada, et encore en optique, on a les dessins avec le trajet de la lumière, ca aide pas mal

[NicoAranha]

Sinon, au niveau matériel, on peut donc considérer qu'un f/D de 5 est qqch de plutôt polyvalent ? Je pense a un 150/750, pour le côté photo donc. (Sur mon post qui concerne le choix du matos, j'hésite entre un dob 200 ou 250, ou un equato 150/750... J'ai pas voulu tout mettre sur le même sujet )

[Fred_76]

Nous sommes très nombreux à avoir commencé, et poursuivi, avec un 150/750 pour la photo. Ça fonctionne très bien et donne de bons résultats.

 

Mais ce si le télescope est important, il y a quelque chose d'autre de bien plus important : la monture.

 

Vouloir faire de la photo de qualité en ciel profond avec un 150/750 sur une EQ3.2, c'est un rêve. Cette monture sera par contre suffisante pour du visuel et du planétaire. En ciel profond, il faut au moins une EQ5, ou mieux une HEQ5.

[NicoAranha]

Oui. C'était un peu le sujet sur lequel est vite parti mon post sur le choix de matos, mais je voulais pas tout mélanger

 

Je commence a avoir pas mal de billes sur ce que je peux faire fonction de mes attentes.

[Fred_76]

Je sais que tu es allergique aux formules, mais elles permettent quand même de bien préparer les choses et ne sont pas si compliquées que ça. Elles sont compilées sur cette page :

 

http://www.astrosurf.com/thomastro/Technique/formules%20astro/formules.html

[NicoAranha]

Je sais que tu es allergique aux formules, mais elles permettent quand même de bien préparer les choses et ne sont pas si compliquées que ça. Elles sont compilées sur cette page :

 

http://www.astrosurf.com/thomastro/Technique/formules%20astro/formules.html

 

merci je vais y jeter un oeil, ne serait ce que parce que tu as pris la peine de me filer le lien

 

c'est pas tant de l'allergie, et meme je m'en sortirais a l'appliquer "scolairement" pour sortir un resultat... c'est simplement que ce resultat ne me parlera pas forcément, ne representera pas les choses. C'est pour ça que j'etais plutot pas mauvais en physique, chimie, thermodynamique... et une bille en math