Objectif : construire une lunette astronomique grossissante et donnant une image à l’endroit d’un objet
observé à l’infini, sur le modèle de celle fabriquée par Galilée au XIIIe siècle.


Matériel :

Une lentille convergente de 80cm de distance focale et de 9cm de diamètre
Cinq lentilles divergentes de vergence C2= 2 dioptries
Des supports à lentille de 9cm de diamètre intérieur
Un tuyau en carton de 70cm de longueur environ et 9cm de diamètre
Un tuyau en carton de 4.2cm de diamètre et d’une dizaine de centimètres de longueur
De la pâte à fixe
Quatre vises pas très longues et de petit diamètre à bout plat
Une règle graduée jusqu’à 70cm au minimum

Protocole expérimental :

On met dans le tuyau de 4.2cm de diamètre les cinq lentilles divergentes les unes derrière les autres en les fixant avec de la pâte à fixe.
On met la lentille convergente dans un support à lentille qui se situera à l’extrémité du tube de 9cm de diamètre.
Le foyer image de la lentille divergente, formée par les cinq lentilles, et celui de la lentille convergente doivent être confondus. On nomme f2 la distance focale de la lentille divergente et f1 celle de la lentille convergente. On a que la distance D entre les deux lentilles est :
D=f1-f2 f1=80cm et f2=1/C2 f2=5x2=10 donc f2=1/10=10cm
D=80-10=70cm
Les deux lentilles doivent être distantes de 70cm.
On va fixer le tuyau contenant les lentilles divergentes à 70cm d’une des extrémités du tuyau de 9 cm de diamètre. Pour cela on fait quatre petits trous opposés deux à deux, à 70cm, mesurés avec le règle graduée, d’une des extrémités de tuyau, dans lesquels on introduit les vises dont le bout plat doit toucher le tuyau intérieur afin de le maintenir dans celui de 9. En effet il ne faut pas que la position des lentilles varie sinon on ne pourra plus observer d’image.
On coupe le tuyau de 9cm de diamètre au niveau du tuyau des lentilles divergentes pour que l’observateur ait son œil le plus près possible du système optique, on pose l’extrémité du tuyau sur un support à lentille et on met le support à lentille avec la lentille convergente à l’autre bout.
La lunette est alors prête pour une observation. Elle grossit l’objet observé environ 8 fois.
Pour avoir une meilleur visibilité on peut auparavant nettoyer les lentilles.

Schématisation du système optique de la lunette :

On note : L1 la lentille convergente, f1 son foyer focal objet et f’1 son foyer focal image.
L2 la lentille divergente, f2 son foyer focal objet et f’2 son foyer focal image.
l’axe optique
AB un objet situé à l’infini, A1B1 son image définitive