Focal <-> Champ de vision

[Procyon999]

Bonjour,

 

J'ai une question optique qui me tournicote dans la tête. J'annonce que je n'ai jamais mis un œil dans un télescope. Du coup elle est surement à coté de la plaque.

 

Je comprends que la combinaison focal optique/instrument permet d'obtenir un niveau de zoom et donc une certaine "couverture" dans le ciel.

Je comprends aussi que le champs de vision de l'optique joue aussi sur cette couverture.

 

Du coup doit-on prendre en compte la combinaison de la focal et de l'angle de vision pour répondre à un cas d'usage particulier ?

 

Pour illustrer je veux voir la lune complète dans mon instrument. Je prends donc la focal disons 18mm (c'est un chiffre au pif) avec un ouverture à 62°.

Aurais-je une vision comparable (couverture) avec un 13mm avec une ouverture à 82° ?

 

J'imagine que j'aurais plus de détail et de confort de vision avec le 13 82° ? Suis-je dans le bon ?

 

Je vous remercie.

[Akiluc]

Alors, je pense qu'il faut pas que tu prennes d'abord en compte le champ apparent (ce que tu appelles "couverture") pour choisir tes oculaires, mais leur grossissement (ce que tu appelles "niveau de zoom") et la pupille de sortie pour choisir tes oculaires. 

Pour cela il te faut une tripotée de formule optique:

Rapport focale/diamètre (F/D) = focale du télescope/diamètre du télescope

Grossissement= focale du télescope/focale de l'oculaire 

Pupille de sortie (diamètre de l'image à la sortie de l'oculaire, c'est ce qui détermine comment l'image s'étalle sur ton oeil, elle ne doit pas dépasser 6mm)= diamètre télescope/ grossissement de l'oculaire 

Champ réel(partie du ciel que tu vois à l'oculaire)= champ apparent (champ de l'oculaire)/grossissement de l'oculaire

En gros, tu calcules rarement en te disant "je veux ce champ du ciel, donc je prends cet oculaire pour l'avoir" car tu risques de faire des mauvais choix sur tout le reste. 

Donc on part de l'autre sens: Ta pupille de sortie de l'oculaire doit être de maximum 6mm. Imaginons que tu as un télescope de 254/1250. 

Pour connaître l'oculaire qu'il te faut, il faut que tu utilises la formule pupille=diamètre/grossissement donc grossissement= diamètre/pupille= 254/6=42* 
Alors tu cherches la focale de l'oculaire qu'il te faut avec la formule grossissement=focale télescope/focale oculaire  donc focale oculaire=focale télescope/grossissement= 1250/42= 30mm. 

Pour avoir ta pupille de sortie MAXIMALE, la focale de l'oculaire doit être de 30mm. Si tu prends un oculaire de plus de 30mm de focale, tu perds de la lumière et ça ne te sert à rien de perdre de la lumière... 

 

Or comme le champ réel se calcule avec la formule champ réel= champ apparent/grossissement de l'oculaire, tu peux calculer le champ apparent que ton oculaire doit faire pour atteindre le champ réel que tu souhaites. 

Imaginons que tu veux 1.5° de champ réel. Tu te retrouves avec champ apparent= champ réel*grossissement= 1.5*42=63° Ton oculaire doit avoir un champ apparent de 63° pour te permettre de voir 1.5° de champ réel. 

Si tu veux 2° de champ réel, il te faut un 2*42=84° de champ apparent. 

 

Un peu barbare toutes ses formules, mais pour savoir quelle focale tu dois prendre pour avoir le champ réel du ciel dans l'oculaire le plus grand possible, il faut que tu refasses le même raisonnement avec 6mm pour la pupille de sortie et ensuite les caractéristiques de ton télescope. Prendre un oculaire au dessus de cette focale t’emmènera de la perte d'image non captée par ton oeil et un éclaircissement du ciel. Tu gâcherais en quelque sorte l'achat de ton oculaire. 

 

Redis moi si tu as besoin de plus de précisions. 

Si tu veux que je te fasse les calculs pour la Lune, je peux également mais il faut que je connaisse le diamètre et la focale de ton télescope. 

Sinon il te suffit de savoir que la Lune fait un peu plus de 0.5° de champ réel mais qu'il faudrait mieux prendre un oculaire qui t'assure 0.6 ou 0.7° pour être sûr de l'avoir en entière, surtout pour le suivi. 

 

Et après effectivement, un oculaire de 14mm avec 60° pourrait t'apporter les mêmes caractéristiques qu'un 16mm 72°, donc là ça sera à toi de choisir au niveau du grossissement car le 14mm grossira plus et de la pupille de sortie, car le 14mm aura une pupille plus serrée. Par contre les 4 valeurs de la phrase précédente sont fausses, c'est pour illustrer (contrairement aux autres calculs). 

Modifié 1 juin 2020 par Akiluc

[Alhajoth]

Soit :

• F la focale de ton instrument (inconnue) ;
• f la focale de l'oculaire
• Ch_apparent : le champ donné pour l'oculaire
• Ch_réél: le champ visible dans l'oculaire
• G le grossissement

Tu as :

G = F / f

Ch_réél = Ch_apparent x (1 / G)

          = Ch_apparent x (f / F)

          = (Ch_apparent x f) / F

 

Pour un instrument ayant 900 mm de focale, tu as :

• avec [18 mm / 62°], tu obtiens 1,24° ;
• avec [13 mm / 82°], tu obtiens 1,18°.

Soit à peu près la même chose. POur ces oculaires, ça ne change pas grand chose : les focales ne sont pas extrêmes, et les deux oculaires se retrouvent avec un coulant à 1¼".

Mais tu peux te retrouver avec un oculaire en 2", plus lourd et plus cher.

['Bruno]

C'est très simple à calculer, on peut presque le faire de tête : si on utilise un oculaire de focale f et de champ apparent A, le champ sur le ciel est proportionnel au produit A×f. Pour comparer deux oculaires, il suffit donc de comparer les A×f.

 

Exemple :

− Oculaire de 18 mm avec 62° de champ apparent : 18×62 = 1116.

− Oculaire de 13 mm avec 82° de champ apparent : 13×82 = 1066..

--> Ces deux oculaires donneront presque le même champ sur le ciel (un poil plus petit avec le deuxième).

 

(Le champ sur le ciel est A×f / F où F est la focale de l'instrument.)

 

Il faut savoir aussi qu'au coulant 31,75 mm, le produit A×f est égal au maximum à 1600 et quelques, tandis qu'au coulant 50,8 mm il peut valoir jusqu'à 2600 et quelques. Si on cherche le plus grand champ possible pour un télescope donné, ce sera donc un peu plus de 1600/F au coulant 31,75 mm, et un peu plus de 2600/F au coulant 50,8 mm.

 

[Procyon999]

Merci beaucoup pour vos réponses. Je suis en plein apprentissage des mécaniques. N'ayant pas de matériel je n'ai pas de travaux pratique 🙂 (Cela m’intéresserait beaucoup d'en fabriquer 1 moi même par contre, les vidéos de Photostroke sur Youtube donnent envie)

 

En fait je me rends compte que ma question est aussi d’appréciation visuelle !

Du coup cela rejoins un peu la réponse d'Alhajoth sur le poids et le prix mais aussi sur le confort de vue et la précision.

En gros est-il plus intéressant de privilégier une plus petite focal en 2 pouces ou un grand champ apparent en 1-1/4 dans une configuration ou l'on obtiendrait a peu prés le même angle de vision au final (et dans un diamètre de pupille compatible avec mes yeux)

Quel serait les avantages visuels de chacun ? 

[antoinedub]

Bonjour,

 

Si ça peut t'aider à te rendre compte, tu peux jouer avec le simulateur Stelvision.

 

Pour tomber sur des comparaisons intéressantes, j'ai choisi de simuler un 200/1200 avec des oculaires de 16mm et 11mm et des champs apparents de 82° et 62°. Comme ça, on peut bien voir la différence entre un 11mm avec 82° (0.8°) et un 16mm avec 62° (0.8°).

 

Pour ce qui est des détails, on voit bien que c'est le grossissement qui importe. Le 11mm donne autant de détails avec 82° ou 62°.

Un champ large apportera plus de confort, plus d'immersion. En planétaire ce n'est pas forcément indispensable mais en ciel profond c'est très appréciable.

 

Modifié 5 juin 2020 par antoinedub

[Akiluc]

Il y a 14 heures, Procyon999 a dit :

En gros est-il plus intéressant de privilégier une plus petite focal en 2 pouces ou un grand champ apparent en 1-1/4 dans une configuration ou l'on obtiendrait a peu prés le même angle de vision au final (et dans un diamètre de pupille compatible avec mes yeux)

Là je dirais que tu commences à entrer dans un paradoxe. 
Les oculaires 2" sont fait justement pour avoir un grand champ par rapport à la focale. C'est pour ça que dans les grandes focales, on se retrouve rapidement avec du 2". Par exemple considérons les ES. En 68° le 24mm fait 1.25", mais si on veut passer à 82° on est obligé de prendre 2". Et là c'est beaucoup plus cher (mais c'est pas la question). 
Donc à partir d'un moment, si tu veux vraiment un champ conséquent, il faut du 2". 
Par contre les constructeurs font pas du 2" pour le plaisir. Ils en font car ils sont forcés de passer l'oculaire en 2" pour avoir le champ qu'ils veulent atteindre. Donc c'est comme l'exemple du dessus. Pour reprendre un exemple concret, tu as le 8.8mm ES en 82° qui fait 1.25". Or pour avoir le 9mm en 100°, les constructeurs ont été forcés de passer au coulant 2". 

 

Comme l'a dit antoine, après ça va se jouer au niveau du grossissement, des détails aperçus, du confort...

Par contre, si tu compares 2 oculaires de même focale, pour avoir le plus grand champ qui sera le plus immersif et permettra d'augmenter le temps de présence de l'objet à l'oculaire sans toucher au télescope, tu auras la même pupille de sortie donc il te faudra un 2", mais là ça coûte la peau du ... surtout si quand tu parles d'une petite focal tu parles d'un 5mm à grand champ. 

[jeap]

Il y a 1 heure, Akiluc a dit :

 Pour reprendre un exemple concret, tu as le 8.8mm ES en 82° qui fait 1.25". Or pour avoir le 9mm en 100°, les constructeurs ont été forcés de passer au coulant 2". 

 

 

 

Vu la taille et le poids du 9mm, je pense que c'est la raison du passage en 50.8mm plus que pour le champ maxi, voir la dernière phrase du post de bruno

[Akiluc]

Oui, effectivement, y'a beaucoup plus de rigueur scientifique dans son post!! 

Donc si je reprends ses calculs et explications (là c'est aussi pour que perso je comprenne), en reprenant un oculaire de 9mm, au coulant 1.25", on aurait:

1600/9=178. Donc un oculaire de 9mm au coulant 1.25", pourrait avoir un champ max de 178° c'est bien ça? Bon on reste bien sûr que sur la partie théorique, je demande pas aux constructeurs de me les sortir  

Donc avec un 30mm, au coulant 1.25", j'ai accès à 1600/30=53° de champ max et avec un 2" 2600/30=87°. Donc impossible de faire un oculaire en 1.25" qui dépasse 87° de champ, il y a obligations de passer sur plus gros coulant. J'ai bien tout compris? 

Modifié 5 juin 2020 par Akiluc

['Bruno]

Tu as bien compris.

 

Mais tu as fait une faute de frappe, que je corrige (en rouge) :

Il y a 5 heures, Akiluc a dit :

Donc impossible de faire un oculaire en 31,75 mm qui dépasse 87° de champ, il y a obligations de passer sur plus gros coulant.

 

Pour voir un très grand champ de plus de 30 mm de focale, il faut en effet passer au coulant 50,8 mm. On n'a pas le choix.

 

[Akiluc]

oui merci pour la faute!! je viens de corriger sur le message d'origine pour éviter de perdre des lecteurs...

j'assimile de mieux en mieux tout ces calculs, les plus basiques ça c'est bon depuis longtemps, mais vous m'en faîtes découvrir d'autres régulièrement, c'est cool  (surtout pour un esprit scientifique).

Je me demandais si c'était pas possible de faire une sujet épinglé (à voir avec les admins) sur toutes ces formules qui servent justement, de la plus importante à celles qu'on utilise le moins. 

Ça permettrait de renvoyer directement dessus et également de se les remémorer quand on a un petit trou, car certaines formules sont peu utilisées. 

Après je sais que c'est du boulot de faire ça... 

Et si c'est déjà créé, bah j'ai pas trouvé donc je veux bien le lien svp  

[Alhajoth]

Il y a 3 heures, Akiluc a dit :

Je me demandais si c'était pas possible de faire une sujet épinglé (à voir avec les admins) sur toutes ces formules qui servent justement, de la plus importante à celles qu'on utilise le moins. 

Ça permettrait de renvoyer directement dessus et également de se les remémorer quand on a un petit trou, car certaines formules sont peu utilisées.

 

http://www.astrosurf.com/agerard/quesako/formules_optiques.html

 

[Akiluc]

il y a 6 minutes, Alhajoth a dit :

http://www.astrosurf.com/agerard/quesako/formules_optiques.html

Merci pour le lien!! 

J'ai tendance à négliger Astrosurf, que je trouve moins vivant que webastro (c'est pas méchant) alors que pourtant énormément de liens et de pages ont été construites sur ce forum. 
Je viens de parcourir rapidement le lien, finalement j'ai déjà utilisé ou vu dans des topics presque toutes les formules, et je connais celles qui sont couramment usuelles. Je pensais en trouver un peu plus, mais on va pas s'amuser à inventer des formules juste pour qu'Akiluc trouve son bonheur