optique géométrique (PTSI) · Chapitre 1 · Application directe du cours
La limite de diffraction de l'œil et des télescopes
Lumière, rayon lumineux et indice · niveau 3 (difficile)
Énoncé
Le modèle du rayon ignore la diffraction, mais celle-ci impose une limite ultime à la finesse des images : deux points ne sont séparables que si leur écart angulaire dépasse , où est le diamètre de l'ouverture ().
- Pour la pupille de l'œil (), calculer , puis le plus petit détail discernable à (distance de lecture).
- Pour le télescope Hubble (), calculer .
- Pourquoi construit-on des télescopes toujours plus grands ?
Corrigé
1. . À , le plus petit détail vaut (l'épaisseur d'un cheveu) : cohérent avec l'acuité visuelle.
2. , soit environ fois plus fin que l'œil : le rapport des deux angles est celui des diamètres, .
3. La résolution s'améliore quand augmente () : un grand miroir voit des détails plus fins (et capte plus de lumière). C'est la diffraction, pas l'optique géométrique, qui fixe cette limite.
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