Physique-chimie (spécialité) · TerminaleBac
Quiz sur la lunette astronomique : Terminale spécialité PC
Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Une lunette astronomique est afocale quand le foyer image de l'objectif coïncide avec le foyer objet de l'oculaire.3
- Pour un objet à l'infini, l'image intermédiaire se forme dans le plan focal image de l'objectif, et l'image finale part à l'infini : l'œil n'accommode pas.3
- Avec les deux focales, tu calcules le grossissement et la longueur du tube .
- Galilée installe la lunette comme instrument d'observation du ciel à partir de 1609.34
Avant de commencer
Ce quiz couvre la lunette astronomique du programme de Terminale : sa composition, la notion de lunette afocale, la marche des rayons d'un objet à l'infini, le calcul du grossissement et quelques repères historiques. Les questions sont mélangées : choix unique, choix multiples, vrai-faux et réponses chiffrées. Lis chaque explication, même quand tu as juste : elle t'indique aussi pourquoi l'erreur la plus tentante est fausse.
Quiz
15 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.
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Une lunette est afocale quand les deux foyers coïncident : le point où l'objectif concentre la lumière est aussi celui d'où l'oculaire reprend les rayons.3 Avoir deux focales égales est une erreur tentante : cela donnerait un grossissement de 1, et ne dit rien sur la position des foyers. Un objectif en miroir décrit un télescope, pas une lunette.3
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Pour un objet situé à l'infini, l'image se trouve dans le plan focal image de l'objectif, qui est aussi le plan focal objet de l'oculaire.3 La réponse « à l'infini » est tentante, mais elle décrit l'image finale, donnée par l'oculaire, pas l'image intermédiaire. Le plan focal objet de l'objectif est du côté d'où arrive la lumière, il ne reçoit pas l'image.
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C'est faux. L'image fournie par l'oculaire se trouve à l'infini, or un œil parfait est fait pour observer un objet à l'infini : il n'accommode pas.3 On pense souvent qu'un instrument grossissant fatigue forcément l'œil, mais ici l'image rejetée à l'infini donne une observation au repos. Les personnes myopes ou hypermétropes compensent avec le réglage de l'oculaire.3
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. Le grossissement n'a pas d'unité, car c'est un rapport de deux longueurs. L'erreur classique est d'inverser le rapport et d'obtenir : l'image serait alors réduite, alors qu'une lunette sert à agrandir l'angle sous lequel on voit l'objet.
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Les foyers sont confondus : on place l'oculaire à une distance de l'objectif égale à la somme des deux focales, soit mm. Soustraire les focales (890 mm) est l'erreur tentante : l'oculaire serait alors trop près de l'objectif, et son foyer objet ne coïnciderait plus avec le foyer image de l'objectif.
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rad, soit rad. Si tu trouves rad, tu as divisé par au lieu de multiplier : l'image serait alors vue plus petite qu'à l'œil nu, ce qui contredit le rôle de l'instrument.
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Comme , diminuer fait augmenter . Un oculaire de focale plus longue fait l'inverse, d'où l'erreur fréquente si l'on retient mal le rapport. Rapprocher les lentilles détruirait l'afocalité : l'image finale ne serait plus à l'infini.
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Pour un objet situé à l'infini, les rayons venant d'un même point arrivent parallèles entre eux ; ceux d'un point de l'axe sont parallèles à l'axe, ceux d'un point hors axe sont parallèles entre eux avec une inclinaison par rapport à l'axe.12 La dernière proposition est fausse : une forte divergence correspond à un objet proche, pas à un objet à l'infini.
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C'est vrai : la lunette astronomique a un objectif formé d'un ensemble de lentilles, ce qui la distingue du télescope.3 On confond souvent les deux noms dans le langage courant, mais en optique le critère est la nature de l'objectif.
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D'après certains historiens, Taqi al Din aurait décrit vers 1574 un instrument à deux lentilles dans un de ses ouvrages, mais cette attribution reste discutée.3 L'année 1609 est tentante parce qu'elle est associée à Galilée, qui a établi l'instrument pour l'observation du ciel, pas à l'invention initiale.34
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En 1610, Galilée découvre avec sa lunette les quatre « planètes médicéennes » qui tournent autour de Jupiter, présentées dans le Sidereus Nuncius, puis, en fin d'année, les phases de Vénus.4 La planète Uranus n'apparaît pas dans ces sources comme une découverte de Galilée : William Herschel observe en 1781 un astre mobile qui avait été catalogué comme étoile.4
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C'est faux : les premières lunettes avaient un objectif convexe et un oculaire concave, une disposition due au hasard des essais des lunetiers. Les modèles plus récents utilisent deux lentilles convexes,3 ce qui correspond à la lunette de Kepler que tu étudies. L'erreur vient d'une inversion des deux rôles.
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Jusqu'à l'invention de la lunette vers 1600, toutes les observations avaient lieu à l'œil nu, même dans un observatoire comme celui d'Uraniborg.4 Les instruments de l'Antiquité, comme le théodolite d'Hipparque, servaient à lire des coordonnées sur la sphère céleste par des graduations, sans agrandir l'image.4 Les détecteurs d'ondes gravitationnelles sont très récents.4
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Pour les grands instruments, la flexion des longs tubes d'une lunette provoque trop d'aberrations optiques.4 Les lunettes équatoriales coudées de Lœwy (1871) ajoutaient un point d'appui central pour limiter cette flexion, mais au prix de deux miroirs qui pouvaient nuire à la qualité des images.3 Dire que la lunette grossit trop peu est faux : le problème est mécanique, pas un manque de grossissement.
Les questions qu'on se pose
Comment savoir si une lunette est afocale dans un exercice ?
Cherche si l'énoncé dit que le foyer image de l'objectif est confondu avec le foyer objet de l'oculaire, ou que l'image finale se forme à l'infini.3 Dans ce cas, la longueur du tube vaut la somme des deux focales et le grossissement vaut le rapport . Si l'énoncé donne une distance entre les lentilles différente de cette somme, la lunette n'est pas afocale.
Que dois-je savoir faire au bac sur la lunette astronomique ?
Les sujets du bac proposent de modéliser une lunette afocale avec deux lentilles, de construire la marche des rayons d'un objet à l'infini, puis d'exploiter les angles et les focales pour en tirer le grossissement ou une distance maximale d'observation.12 Entraîne-toi à tracer des rayons parallèles inclinés par rapport à l'axe, à poser et à vérifier l'unité (radian) de chaque angle.
Sources
- Ondes et signaux — Ressources Éduscol (document 49199), Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
- Ondes et signaux — Ressources Éduscol (document 49202), Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
- Lunette astronomique, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
- Histoire de l'astronomie, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
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