Si l’on vous
demande « À quoi sert un instrument astronomique ? », vous répondrez sûrement «
À grossir ! » Pourtant, diriez-vous d’une voiture que sa vitesse est le critère
de choix principal ? En fait, un instrument astronomique a trois fonctions
indissociables :
_ grossir l’astre
à observer ;
_ récolter un
maximum de luminosité ;
_ augmenter la
finesse des détails (résolution).
En regardant
attentivement sur le tube d’un instrument astronomique, on trouve généralement
une petite plaque qui comporte les indications suivantes : D pour le diamètre
de l’objectif en mm, F pour la focale de l’instrument en mm et F/D qui représente
la focale divisée par le diamètre.Ce sont du reste ces nombres qui servent à nommer
un instrument. On parlera d’un 114/900 (diamètre de 114 mm et focale de 900 mm)
ou d’une lunette 80/800 (diamètre de 80 mm et focale de 800 mm).
La plaque d’identité
de l’instrument est visible sur le tube. >>>
Ces trois
éléments déterminent les caractéristiques de l’ensemble optique et renseignent
sur les performances théoriques de l’instrument.
Le diamètre a
deux impacts majeurs :
_ Plus il est
grand, plus la résolution (le plus fin détail visible) augmente. Ainsi, une
lunette de 120 mm de diamètre donne des détails deux fois plus fins qu’une
lunette de 60 mm.
_ Plus il est
grand, plus la luminosité augmente. Une lunette de 120 mm donne quatre fois
plus de lumière qu’une lunette de 60 mm. La focale, elle, correspond (pour
faire simple) à la distance parcourue par la lumière dans le tube. Citée sans
autres repères, elle ne renseigne pas sur la qualité de l’instrument et peut
même tromper le débutant (une longue focale permet au fabricant peu scrupuleux
d’annoncer des grossissements séduisants qui seront en réalité inutilisables).
Mais combinée avec le diamètre, elle indique le rapport F/D, que l’on appelle
aussi l’ouverture. L’ouverture aide
également à juger de la qualité d’un instrument.
_ Même si le
rapport F/D n’en est pas directement responsable, on constate souvent qu’un
grand rapport d’ouverture (F/D = grand chiffre) correspond à un instrument de
bonne résolution. Inversement, un petit rapport d’ouverture (F/D = petit
chiffre) stigmatise souvent un instrument de moins bonne résolution.
_ De même, le
rapport F/D renseigne sur la facilité ou la difficulté à obtenir une grande
luminosité. Grand rapport d’ouverture = difficultés à obtenir beaucoup de
luminosité ; petit rapport d’ouverture = facilité à obtenir une grande
luminosité.
_ Plus le rapport
d’ouverture est grand, plus le contraste est marqué. Et, comme le veut la
logique, un manque de contraste caractérise le faible rapport d’ouverture.
On comprend vite
le dilemme : impossible d’avoir en même temps résolution, contraste et
luminosité ! Si l’instrument est performant sur les deux premiers critères, il
ne l’est pas sur le dernier, et inversement. Il faut donc choisir selon le
critère qui vous importe.
Si par exemple on
lit sur un instrument « F/D = 4» (on trouve rarement un chiffre plus petit),
cela indique que la focale de l’instrument est petite comparée à son diamètre
(le diamètre multiplié par 4 donne la focale). Cet instrument sera facilement
lumineux mais sans doute d’une résolution médiocre et peu contrasté.
Si un autre
instrument annonce « F/D = 15 » (on trouve rarement un chiffre plus grand),
cela signifie que la focale de l’instrument est grande par rapport au diamètre
(le diamètre multiplié par 15 donne la focale). Cet instrument sera
difficilement lumineux mais sans doute d’une résolution optimale. Il sera bien
contrasté.
Et le
grossissement ? C’est la première chose qui préoccupe le débutant. Pourtant, s’il
est parfois nécessaire d’atteindre de forts grossissements (pour voir certains
détails planétaires, par exemple), c’est aussi souvent un handicap. En effet,
la perte de lumière engendrée par un trop fort grossissement est importante :
doubler le grossissement revient à diviser la luminosité par 4 ! C’est là que
les oculaires prennent toute leur importance (voir la Partie suivante).
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