VII. — TELESCOPES

237. Prinelpe du télescope. — Les lunettes s'appelaient autrefois télescopes dioptriques et on désignait sous le nom de télescopes catoptnques les instruments destinés à regarder les objets éloignés, mais dans lesquels la partie objective était constituée par un miroir. Ce sont ces derniers instruments qui sont exclusivement désignés maintenant sous le nom de télescopes.

La partie essentielle de tout télescope est un miroir concave qui, tourné vers Tobjet qu'on veut observer, donne dans son plan focal une image réelle qu'on examine, comme dans les lunettes, à l'aide d'un oculaire.

238. Télescope de iVewton. — Dans le télescope de Newton, le miroir est un miroir sphérique MN (fig. 171) fait en bronze des

Fig. 171.

miroirs (2 parties de cuivre, 1 d'étain), et placé au fond d'un tube dont Taxe coïncide avec celui du miroir. Supposons cet axe tourné vers le centre d'un astre, de la lune par exemple. Le bord supérieur de la lune envoie sur l'instrument un faisceau de rayons parallèles dont on a figuré une partie en EG, et qui va concourir en un point S du plan focal principal, que l'on construit en traçant l'axe secondaire CD du faisceau. Le bord inférieur forme de même une image en I, à l'intersection du plan focal et de l'axe secondaire CI. L'image réelle IS ainsi formée se trouve au milieu du tube de l'instrument et

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serait d'une observation difficile. A Taide d'un miroir plan mn placé un peu en avant du plan focal IS, Newton rejetait cette image en rS', dans le voisinage de la paroi du tube, et l'observait là à l'aide d'une loupe 0.

Tout ce qui a été dit au sujet de la lunette astronomique sur le grossissement, le champ, le cercle oculaire et l'emploi des divers oculaires est applicable ici, car le miroir se comporte comme une lentille convergente de même distance focale.

239. Télescope de Foucault. — Les miroirs métalliques ont rinconvénient d'être fort lourds; de plus, le bronze dont ils sont faits se ternit facilement, demande à être souvent poli et, même quand il

vient d'être retouché, fait perdre à la lumière environ -z de son

intensité; dans le télescope de Newton, où il y a deux réflexions métalliques, la quantité de lumière qui forme l'image l'S' n'est qu'une fraction de la lumière totale qui tombe sur le miroir égale à

au lieu que, dans une lunette de Kepler, l'image objective renferme les

environ de la lumière que reçoit l'objectif.

Foucault a substitué aux miroirs métalliques des miroirs en verre argenté moins lourds et doués d'un pouvoir réflecteur plus considérable; quand ces miroirs commencent à se ternir, rien n'est plus facile que de renouveler la couche d'argent qui les recouvre sans altérer en rien la courbure de la surface.

Si l'on conservait à cette surface la forme sphérique, le miroir présenterait une aberration qui ôterait aux images toute netteté. Après avoir donné d'abord au miroir une forme sphérique, on enlève, par retouches méthodiques, un peu de matière sur les bords, pour le transformer en un miroir parabolique; un pareil miroir sera complètement dépourvu, non seulement d'aberration de sphéricité, mais encore d'aberration chromatique, puisque .les rayons colorés ne sont pas séparés par la réflexion.

Ces miroirs doivent être ajustés avec des précautions particulières au fond du tube de l'instrument; s'ils portent inégalement sur les appuis qui les soutiennent, ils subissent des flexions qui altèrent la courbure de leur surface, et détruisent leur aplanétisme : on les fait reposer sur une sorte de sac en caoutchouc gonflé d'air, qui répartit uniformément la pression sur toute la surface postérieure du miroir et s'oppose à sa déformation.

Foucault a encore remplacé le petit miroir plan mn par un prisme à réflexion totale qui présente l'avantage de réfléchir beaucoup plus de lumière.

240. Télescope d'Herseheii. — Dans le télescope employé par Herschell, le miroir plan est supprimé, mais le miroir concave est légèrement incliné sur l'axe du tube, de sorte que l'image IS se forme sur le bord du tube où on l'observe à l'aide d'une loupe.

241. Télescope de Grégory. — Dans le télescope de Newton, on observe l'image dans une direction toute diff'érente de celle où se trouve l'objet, ce qui peut occasionner une certaine gêne dans les observations; avant Newton, dont le télescope date de 1672, Grégory avait fait connaître, en 1663, un télescope plus commode, mais ne comportant pas de forts grossissements. La partie objective se compose toujours d'un miroir concave MN (fig. 172) dans lequel se

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Tftffjiijit.jiujiJff'irmtJfjmi

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Fig. 172.

forme une image réelle IS de l'astre observé. Les rayons, après s'être rencontrés en IS, sont reçus sur un second miroir concave mw, plus petit et centré sur le même axe. L'image IS tombe entre le centre c et le foyer de ce second miroir qui en donne une nouvelle image réelle l'S', droite par rapport à l'objet. Les rayons lumineux qui forment l'image l'S' traversent le miroir MN, percé à cet effet d'un trou en son centre, et tombent sur un oculaire 0 qui donne finalement l'image virtuelle FS'^ L'oculaire et les miroirs étant centrés sur le même axe, l'observation se fait dans les mêmes conditions que dans une lunette.

Sur la figure, on a attiré particulièrement l'attention sur une partie EG du faisceau incident.

Le grossissement, rapport dès diamètres appiarents de l'objet vu dans l'instrument et à l'œil nu, a sensiblement pour expression

OU, en supposant Toeil accommodé pour l'infini,

tÇit

Le rapport -j^- est égal au rapport des distances des deux images

au miroir mn\ appelons v la distance focale de ce miroir, et supposons donnée sa distance D au miroir MN ; il vient

En général, la distance focale du miroir mn est déterminée de telle sorte que Timage l'S' se forme à peu près à Tendroit du miroir MN; si, dans l'expression précédente, on remplace v par la valeur calculée par cette condition, elle devient

242. Télescope de Casses^rain. — Un télescope semblable, mais peu employé, fut imaginé en 1672 par Cassegrain. Le petit miroir concave de l'instrument de Grégory y est remplacé par un miroir convexe mn (fig, 173) placé en avant de l'image objective IS et à une

Fig. 173.

distance de cette image plus petite que sa distance focale ; dans ces conditions, les rayons forment une image l'S', réelle et toujours renversée, qu'on regarde à l'aide d'un oculaire 0 centré sur Taxe des miroirs.

Le grossissement se calcule comme pour le télescope de Grégory; on trouve

Si enfin on détermine v par la condition que l'image l'S' se forme à l'endroit du miroir MN, cette expression devient

INSTRUMENTS d'oPTIQUE 195

243. Usagée des télescopes. — On construit plus facilement de grands miroirs de télescope que de grands objectifs de lunette; il est donc possible de recevoir dans un télescope plus de lumière que dans une lunette, d'y apercevoir, par conséquent, de plus petits détails ou des objets d'éclat plus faible. Aussi les télescopes sont-ils employés de préférence pour Tétude de la forme et de la constitution des astres; mais ils se prêtent mal à des mesures d'angles et à Texamen des lois du mouvement des corps célestes; ce sont les lunettes qu'on emploie exclusivement dans ce but.

Les télescopes, encore plus que les lunettes à grands objectifs, exigent des conditions atmosphériques favorables pour fournir de bonnes images : dans leur tube, largement ouvert à son extrémité, il se forme facilement des courants d'air qui produisent des inégalités de réfraction. MM. Henry sont parvenus, dans ces derniers temps, à remédier à cet inconvénient en fermant ce tube par une lentille qui concourt, avec le miroir, à la formation de l'image objective ; ces télescopes, qu'on a appelés catadioptriques, ont donné de bons résultats.