S'exercer

Se servir la conservation de l'étendue de faisceau

Si l'optique est bien conçue (sans diaphragme gênant), l'étendue de faisceau se conserve. La traduction de donne un angle solide objet

. Plus la surface du collecteur est grande, plus le champ objet est réduit.

Comment varie le nombre de photons collectés avec la surface collectrice ?

Le nombre de photons collectés varie linéairement avec la surface collectrice. Le temps de pose varie donc en raison inverse :

. Plus la surface du collecteur est grande, plus le temps de pose est réduit.

Se servir des 2 questions précédentes.

Comparer la dépendance vis à vis de la surface collectrice de la taille du champ élémentaire et du temps de pose élémentaire.

La taille angulaire du champ élémentaire accessible varie comme , la surface collectrice. Le temps de pose élémentaire varie comme . Pour couvrir un champ donné, la durée totale ne dépend donc pas de la taille du télescope : le champ couvert en 1 pose de durée avec un petit collecteur sera observée par poses de durées avec un grand.

Notons que le télescope CFH, ouvert en 1980 avec un diamètre du collecteur de 3.6 m, s'est converti à partir des années 2000 vers l'imagerie grand champ.

Revoir la page sur le montage afocal.

Le schéma équivalent correspond à un montage afocal suivi de l'optique de chambre

Ce montage afocal tient ici déjà compte de la suite, concernant le dimensionnement du miroir secondaire.

Crédit : ASM

Remarque : pourquoi l'emploi des deux adjectifs, afocal et confocal, pour un même concept ? En fait, tout dépend du point de vue : si l'on s'intéresse aux dioptres, ils partagent un même foyer, d'où la dénomination confocale. Mais si l'on s'intéresse au faisceau, il passe de l'infini à l'infini, d'où la dénomination afocale.

Revoir (encore !) la page sur le montage afocal.

Par application directe des propriétés du montage afocal, le diamètre de la 2ème parabole comme celui des lentilles vaut le tiers de celui du primaire, soit 10 cm. Ce montage permet de réduire la taille des 6 lentilles de l'optique de chambre (intéressant en terme de poids et de coût). Mais, par conservation de l'étendue de faisceau, ces optiques travaillent sur des rayons d'inclinaison triplée.

Le schéma équivalent demande . L'étendue du faisceau s'écrit dont de 2 façons différentes, selon que l'on considère le montage réel ou le montage équivalent :

L'application numérique donne :

Le schéma équivalent demande .

Crédit : ASM

Simple application de la conservation de l'étendue de faisceau.

Par conservation de l'étendue de faisceau, la diminution du diamètre du faisceau par un facteur 3 s'accompagne par un accroissement dans un même facteur de l'ouverture.

Ainsi, le gain en taille doit être compensée par une meilleure qualité optique de ces lentilles travaillant avec rayons plus inclinés sur l'axe optique.

Pourquoi le premier anneau de la tache de diffraction est-il noir? Que cela signifie-t-il ?

Le premier anneau sombre de diffraction est dû à une anticoïncidence de l'information collectée. Le faisceau est donc juste cohérent sur le pic central de diffraction.

Revenir à la définition : exprimer et .

La tache de diffraction, de taille angulaire , couvre un angle solide de l'ordre de :

(dans l'approximation, éminemment valide, des petits angles). Elle résulte de la collecte via un collecteur de surface :

L'étendue de faisceau s'écrit alors :

Ce qui est bien du même ordre de grandeur que .