Pourquoi l’image intermédiaire a-t-elle l’air « fausse » pour certains réglages ?

Un instrument réel a une longueur de tube, des lentilles de champ et des aberrations. Ici le tracé est paraxial et idéal : la chaîne 1/f = 1/u + 1/v, pas le plan d’une lunette du commerce.

Quand a-t-on |M| ≈ f_obj / f_oc ?

Pour un objet éloigné, l’image intermédiaire se place au foyer-image de l’objectif ; on pose l’oculaire pour que l’œil la voie « à l’infini ». Le grossissement angulaire de la lunette se réduit alors au rapport des distances focales. L’estimation apparaît lorsque la distance à l’objet est très grande devant les focales.

Télescope et microscope

Deux lentilles minces : montages de Kepler, de Galilée et microscope composé. Tracé paraxial, grossissement et rapport des distances focales de l’objectif et de l’oculaire.

À propos du modèle

Le télescope et le microscope se montent avec deux lentilles sur un même axe. La relation de conjugaison d’une lentille mince s’applique deux fois : la première image devient l’objet de la seconde, u₂ = d − v₁, où d est la distance entre les lentilles. Lunette de Kepler — deux verres convergents, image renversée ; lunette de Galilée — oculaire divergent, image droite ; microscope composé — objectif de courte focale et image intermédiaire réelle dans le tube. Pour un objet lointain, le grossissement angulaire de la lunette s’écrit souvent |M| ≈ f_obj / |f_oc|. À l’écran, le rayon principal et le rayon parallèle à l’axe. Les diaphragmes de champ, les aberrations et la longueur réelle du tube ne sont pas pris en compte.

Public : Terminale, optique géométrique : lunette, microscope, grossissement.

Notions clés

lentille mince
lunette
lunette de Kepler
lunette de Galilée
microscope composé
grossissement
oculaire

Comment ça marche

Deux lentilles minces : l’objet envoie un rayon principal et un rayon parallèle à travers l’objectif et l’oculaire. Chez Kepler, les deux verres sont convergents — l’image intermédiaire est renversée. Chez Galilée, l’oculaire est divergent — l’image est droite. Microscope composé : objectif de courte focale et image intermédiaire réelle entre les lentilles. La distance d se mesure le long de l’axe.

Formules

1/f = 1/u + 1/v   (chaque lentille)

u₂ = d − v₁   (image intermédiaire → second objet)

M_tot = M₁ M₂   ·   télescope (loin) : |M| ≈ f_obj / |f_oc|

Questions fréquentes

Pourquoi l’image intermédiaire a-t-elle l’air « fausse » pour certains réglages ?: Un instrument réel a une longueur de tube, des lentilles de champ et des aberrations. Ici le tracé est paraxial et idéal : la chaîne 1/f = 1/u + 1/v, pas le plan d’une lunette du commerce.
Quand a-t-on |M| ≈ f_obj / f_oc ?: Pour un objet éloigné, l’image intermédiaire se place au foyer-image de l’objectif ; on pose l’oculaire pour que l’œil la voie « à l’infini ». Le grossissement angulaire de la lunette se réduit alors au rapport des distances focales. L’estimation apparaît lorsque la distance à l’objet est très grande devant les focales.

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