Caractéristiques

Propriétés Optiques

DIAMETRE

Appelé aussi ouverture, le diamètre du télescope correspond au diamètre de la lentille frontale (télescope réfracteur) ou du miroir principal (télescope réflecteur ou catadioptrique), c’est-à-dire au diamètre intérieur de l’objectif. Plus celui-ci est grand, et plus l’instrument capte de lumière et permet d’observer des objets peu lumineux et de petite taille apparente. En outre, plus la quantité de lumière captée sera importante, et plus on pourra grossir l’image sans perdre en qualité. Le diamètre est généralement exprimé en millimètres ou en pouces (1″ = 25,4 mm). Plus le diamètre est important et plus l’instrument est dit « puissant ».

Le diamètre est le facteur le plus important à considérer lors de l’achat d’un instrument d’astronomie, car il est lié à la luminosité. Il prime donc sur le grossissement, car sans lumière, un objet agrandit aura une mauvaise résolution.

FOCALE

La focale (ou distance focale) d’un télescope est la longueur qui sépare le centre la lentille principale ou du miroir primaire du point de convergence des rayons lumineux : le foyer. Elle s’exprime en millimètres ou en pouces.

GROSSISSEMENT

Il s’agit du nombre de fois que l’instrument grossit l’image observé à l’œil nu. Un grossissement de 100x signifie que l’objet observé apparaît avec des dimensions apparentes 100 fois plus grandes qu’à l’œil nu. Le grossissement d’un télescope dépend de la focale de l’objectif et de celle de l’oculaire. Plus cette dernière est courte et plus le grossissement est important. Il est égal au rapport de la distance focale de l’objectif par celui de l’oculaire (par exemple, avec une lunette de 800 mm et un oculaire de 20 mm, on obtiendra un grossissement de 40 fois) :

Grossissement = focale objectif / focale oculaire

*

La luminosité et la netteté diminuant avec le grossissement, il n’est pas utile de grossir à delà d’une certaine valeur. Cette limite s’appelle le grossissement utile maximum. Au-delà de cette limite, on ne gagne plus rien en qualité d’image. Il correspond à 2 fois le diamètre de l’objectif (par exemple, pour une lunette de 60mm d’ouverture, est de 60 x 2 = 120 fois).

Le grossissement équipupillaire, appelé aussi grossissement minimum, est le grossissement qui produit une pupille de sortie égale à celle de l’œil. Il permet d’exploiter au mieux les possibilités de l’œil. Il est égal au diamètre de l’instrument divisé par le diamètre de la pupille de l’œil humain la nuit qui est voisin de 6 mm (Pour un 60 mm, le grossissement minimum sera donc de 10 fois).

Le grossissement utile (ou résolvant) est celui qui permet de voir les plus fins détails que l’instrument est capable de restituer. Il est égal à trois fois le grossissement équipupillaire, ou au diamètre du tube divisé par 2 (pour un télescope 60mm, le grossissement résolvant sera donc de 30 fois).

RAPPORT f/D

Appelé parfois nombre d’ouverture, rapport d’ouverture ou rapport focale, il s’agit du rapport entre la focale et le diamètre. Un grand rapport f/D signifie que la focale (donc le tube) est petite par rapport au diamètre et inversement.

Idée reçue sur le rapport f/D

Dans la plupart des livres publiés actuellement sur le sujet et sur beaucoup de sites web, on peut lire ceci :
– Pour le planétaire, il faut un F/D de 10 ou plus.
– Pour le ciel profond, il faut un F/D de 6 ou moins.
– Pour une observation polyvalente, il faut un F/D entre 6 et 10.

> En réalité, on peut pratiquer ces deux activités avec n’importe quel rapport f/D.

EXPLICATIONS

► En dessous d’un rapport f/D de 6, le diamètre est relativement grand par rapport à la focale, et l’instrument sera *naturellement* adapté au ciel profond.
► Inversement, Au dessus d’un rapport f/D de 10 la focale est relativement petit par rapport au diamètre, et l’instrument sera *naturellement* adapté à l’observation des planètes plus petites et lumineuses que les objets du ciel profond.

Cependant, comme nous venons de le voir, lorsque l’on change l’oculaire, on change aussi le grossissement (Grossissement = Focale du télescope / focale de l’oculaire)

On peut donc très bien augmenter le grossissement d’un télescope de rapport f/D inférieure à 6 (donc à priori destiné au ciel profond) en le munissant d’un oculaire de grande focale, et ainsi l’adapter à l’observation planétaire; et vice versa.

POUVOIR SEPARATEUR

Le pouvoir séparateur, ou pouvoir de résolution, est l’angle minimal qui doit séparer deux points contigus pour qu’ils soient correctement discernés par l’instrument d’observation. Il s’agit donc de la capacité de l’instrument à former des images distinctes de deux objets rapprochés (par exemple, les deux étoiles d’une étoile binaire). Il s’exprime en secondes d’arc qui est une sous-unité du degré, et qui s’écrit « . Plus ce nombre est petit et meilleur est le pouvoir séparateur. En outre, le pouvoir séparateur augmente avec le diamètre de l’objectif.

Pouvoir séparateur = 120 / diamètre de l’objectif

*

Par exemple, un télescope de 200 mm a un pouvoir séparateur de 0,6″ (120 / 200 = 0,6). (Unités de mesure d’angle : les degrés (°), minutes d’arc (‘) et secondes d’arc (’’). 1° = 60’ = 3600’’ ou 1″ = 1/3600° = 0,000 277°)

MAGNITUDE LIMITE

La magnitude limite (ou Valeur limite) désigne la plus faible luminosité que l’on peut observer avec un instrument donné. Elle se calcule à partir de la formule suivante, dans laquelle D est le diamètre de l’objectif exprimé en centimètres :

M(lim) = 7.1 + 5 x log(10) D

*

Cette formule donne un résultat théorique car elle ne tient compte ni de la turbulence, ni de la pollution lumineuse, ni de la perte de lumière liées à l’optique de l’instrument.

POUVOIR COLLECTEUR DE LUMIERE

Il s’agit de la capacité théorique du télescope à collecter de la lumière, donc sa capacité à faire apparaître des objets de faible luminosité.
En effet, ce n’est pas parce qu’ils sont petits que la plupart des objets célestes sont difficiles à voir, mais parce qu’ils ne sont pas assez brillants. La caractéristique la plus importante d’un télescope n’est donc pas son pouvoir de grossissement, mais plutôt sa capacité à collecter de la lumière. Plus celle-ci est grande, et plus les objets célestes seront visibles. Le pouvoir collecteur de lumière ne dépend que du diamètre de l’objectif. On le calcul en divisant le diamètre de l’objectif par celui de la pupille dilatée d’une jeune personne qui est en moyenne de 7mm, puis ont élève le tout au carré :

Pouvoir collecteur de lumière = (diamètre objectif / diamètre pupille)²

*

Cela signifie qu’avec une lunette de 70mm d’ouverture, si l’on a une pupille de 7 mm, on percevra 100 fois plus de luminosité qu’à l’œil nu. On les verra donc 100 fois mieux.

Traitement des Surfaces

REFLECTIVITE

► Argenture et Aluminure
Pour augmenter la réflectivité des miroirs en verre ou en vitrocéramique, on dépose dessus une fine couche d’un métal qui peut être de l’argent ou de l’aluminium. Cette couche fait quelques centaines de nanomètres d’épaisseur. La plupart des miroirs des instruments amateurs sont aluminés.
Les miroirs constitués d’une monocouche d’aluminium sont très fragiles. Il est possible de les protéger avec une monocouche supplémentaire de SiO ou de SiO2, mais cela se fait au détriment d’une perte en réflectivité. Aujourd’hui, presque aucun miroir de télescope présent dans le commerce n’est réalisé sans ce type de protection. Cela dit, l’aluminure simple est encore utilisé pour des miroirs de grandes dimensions.

► Traitement Amélioré
Elle permet 96 à 99% de réflectivité (Aluminium Enhanced, Everbrite).

TRAITEMENT ANTI-REFLET

Les lentilles en verres présentes dans les objectifs des télescopes ont au contraire besoin d’être le plus transparents possible, afin de stopper un minimum de lumière. Pour cela, il existe différents traitements antireflet :

► Monocouche MgF2 : constitué d’une monocouche
► Multicouche bande étroite : 2 couches
► Multicouche large bande : 3 couches minces
► Multicouche très large bande : 5 couches ou plusTraitement AntirefletMono-couche ou en multicouches

Le type de traitement appliqué est en général inscrit sur l’oculaire :
► traité mono-couche (traité, coated)
► traité multicouches (multiple, multi-traité, MC, multicoated)
► fully-coated (FC) et fully-multi-coated (FMC) > Seules ses mentions garantissent que toutes les surfaces air/verre sont traitées.