lentilles de la lunette de Galilée

[PERON Renee 0]

Bonjour. Nous avons recréé la lunette de Galilée (nous disons évocation...).  En 1996 on a su par scanner ou autres que la lunette de Galilée était faite en petites lattes de bois. Nous avons eu la patience de la construire de la même façon en lattes de bois et colle de poisson. Nous ne savons pas quelles lentilles utiliser pour l'objectif et l'oculaire. Nous avons rencontré au festival Astrolys en Vendée un astronome amateur qui nous a dit qu'une dame Myriam ou Lyl d'Astrosurf aurait pu nous donner de bons renseignements. La lentille de l'objectif de la lunette de Galilée de 1610 de longueur 92,7 cm a une focale de + 1,33 m et la lentille concave de l'oculaire a un rayon de courbure de 5 cm. Le tube de notre lunette a une longueur de 90 cm et  les supports de l'objectif et l'oculaire ont une longueur de coulissement de 19 cm et 10 cm. Pouvez-vous nous aider et nous dire quelles lentilles devrions nous utiliser pour respecter l'esprit de la lunette de 1610  ?
Nous vous remercions.
Cordialement.

JL RP

Photo lunette.docx

[christian viladrich 7 758]

Salut,

Les spec sont données ici :

https://www.telescope-optics.net/early telescopes.htm

 

 

 

[serge vieillard 6 932]

Yo !

sur le document dont tu donnes le lien, c’est le travail de votre copie ? si tel est e cas, c’est remarquable, superbe.

Je croyais que les tubes utilisés étant plutôt en papier-carton roulé-collé....

 

[lyl 4 516]

Yep, Vla avait cherché les infos et je suis ravie de déterrer cette partie ancienne de l'histoire de l'optique, c'est riche du génie bricoleur humain avant même d'avoir compris des principes plus élaborés : comment produire un objectif qui soit intrinsèquement achromatique.

 

 

L'achromatisme étant un préalable indispensable à la photographie qui arrivera bien plus tard, mais on savait déjà à l'époque faire une projection d'image correctement piquée avec une lentille simple de 2 pouces à f/D ... très long (>25). Donc à part pour voir les tâches solaires en projection c'était trop sombre pour la projection de la Lune ou une image terrestre.

Avec la formule de l'époque, on restait à des grossissements de 1/3 du diamètre, soit pour 50mm -> x15.
 

 

 

Techniquement ça parait assez simple : biconvexe et plan concave. Mais c'est déjà avec une recherche du meilleur piqué (ce n'est pas un plan convexe), probablement la recherche d'un "best form lens" qui formait une belle image avant qu'on lui adjoigne une lentille négative.

 

Surprise, n'est-ce pas ? On savait déjà, je pense, à cette époque faire du tracé de rayons, Kepler en parlait vers 1600 des lois de la réfraction : https://link.springer.com/article/10.1007/s00407-019-00236-w

Puis René Descartes formalisa pas très longtemps plus tard dans la dioptrique vers 1637 : https://www.academia.edu/6530699/DESCARTES_Dioptrics_On_Light

 

Ceci dit, par rapport à la formule de Vladimir Sacek, c'est plutôt du verre à vitrail (verre sodo-calcique / soda lime glass) que du BK7 qui fut inventé 1907. L'acide borique n'était pas utilisé pour ça au 17eme siècle mais plutôt pour soigner les plaies et tuer les insectes dans les potagers.

 

La voilà dans la conception qui suit avec un équivalent verre à vitre bien blanc (du Superwite de chez Schott)

 

A x15 l'image sera d'excellente qualité. La forme de la première lentille faite par Laprejus (= Hans Lipperhey qui l'a brevetée à l'époque) était déjà sans doute travaillée : un biconvexe asymétrique pour améliorer le piqué. (contrairement à ce que pense Vla dans son texte).

Je ne vois pas l'intérêt de poser un brevet pour un simple plan-convexe pour l'objectif.

 

Ça dépend de votre budget mais ce sont des lentilles qui devrait se trouver ou tout du moins approchant.

Galilée en a eu plus d'une lunette avant de faire acheter celle d'Hans Lipperhey qui lui a permis d'observer avec un grossissement suffisant.

 

Il y a 6 heures, PERON Renee a dit :

pour respecter l'esprit de la lunette de 1610

Le plus proche en lentille sur étagères :  plan-convexe, bombé vers l'avant et plan-concave creux côté œil.

et un tube plus court.

Le grossissement proche de x15 doit être atteint pour bien visualiser les satellites galiléens. (x14.3 sur celle au dessus) et 7cm de distance de la lentille pour l’œil.

 

https://www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=LA1779

https://www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=LC1582

 

Sinon, pour être plus proche de la qualité de celle de Galilée, on doit bien pouvoir trouver quelqu'un pour vous polir ça moyennant finance avec les spécifications r2=2.3r1 avec 1.33 de focale et la négative en 94mm de focale.

 

-------------- les instruments en formule dite "de Galilée"

 

Un siècle plus tard, ~1730, on fabriqua des instruments tout petit pour les sextants de la marine. Le sextant avait une image directe redressée et l'objectif n'était pas achromatique au début, car le verre flint de qualité optique inventé par Henri Guinand n'existait même pas ! (cf John & Peter Dollond : les achromats c'est 1750)

La version de la lunette "de Galilée" aura perduré plus de cent ans, c'est le seul moyen à l'époque d'avoir une correction chromatique suffisante : en utilisant un oculaire négatif en amont du foyer.

Un autre avantage est donc sa compacité avec l'oculaire placé en avant du foyer : un chercheur x5 en lunette galiléenne est de 2/3 de la taille de la version à oculaire positif.

(Ça a existé sur les lunettes vintage ces chercheurs tout petit de 15 à 20mm, je dois avoir ça sur une Vixen Tachyon 60/800, c'est tout à fait moche hors du centre mais efficace autour du réticule)

Voilà, j'espère avoir enrichi votre projet des éléments historiques qui font que cet instrument est une pierre à l'édifice scientifique et de Galilée "le père de la physique moderne". La réponse française de René Descartes par la dioptrique en 1937, n'est ni plus ni moins que l'un des discours d'ouverture philosophique anticipant les Lumières.°

A noter que je coupe volontairement court à la polémique religieuse/politique qui a suivi mais il faut savoir que ce fut à cette époque que l'on parla des illuminati (au sens lumière intérieure et fin du dogmatisme imposé par l'Eglise), du protestantisme et le commencement du siècle des lumières (1685).

 

Et ainsi un sou ... l'astronomie au secours de la liberté de pensée.

Et à y repenser, Galilée tel un Icare, un Prométhée, un Odin qui nous a sorti de l'obscurantisme au final en perdant la vue.

Myriam

 

° : http://classiques.uqac.ca/classiques/Descartes/dioptrique/dioptrique.pdf

Citation

 

De la Lumière (1er Discours)

Toute la conduite de notre vie dépend de nos sens, entre lesquels celui de la vue étant le plus universel et le plus noble, il n'y a point de doute que les inventions qui servent à augmenter sa puissance ne soient des plus utiles qui puissent être.

 

Et il est malaisé d'en trouver aucune qui l'augmente davantage que celle de ces merveilleuses lunettes qui, n'étant en usage que depuis peu, nous ont déjà découvert de nouveaux astres dans le ciel, et d'autres nouveaux objets dessus la terre, en plus grand nombre que ne sont ceux que nous y avions vus auparavant :

 

en sorte que, portant notre vue beaucoup plus loin que n'avait coutume d'aller l'imagination de nos pères, elles semblent nous avoir ouvert le chemin, pour parvenir à une connaissance de la Nature beaucoup plus grande et plus parfaite qu'ils ne l'ont eue.

 

Mais, à la honte de nos sciences, cette invention, si utile et si admirable, n'a premièrement été trouvée que par l'expérience et la fortune.

 

Il y a environ trente ans, qu'un nommé Jacques Metius de la ville d'Alcmar en Hollande, homme qui n'avait jamais étudié, bien qu'il eût un père et un frère qui ont fait profession des mathématiques, mais qui prenait particulièrement plaisir à faire des miroirs et verres brûlants, en composant même l'hiver avec de la glace, ainsi que l'expérience a montré qu'on en peut faire, ayant à cette occasion plusieurs verres de diverses formes, s'avisa par bonheur de regarder au travers de deux, dont l'un était un peu plus épais au milieu qu'aux extrémités, et l'autre au contraire beaucoup plus épais aux extrémités qu'au milieu, et il les appliqua si heureusement aux deux bouts d'un tuyau, que la première des lunettes dont nous parlons, en fut composée.

Et c'est seulement sur ce patron que toutes les autres qu'on a vues depuis ont été faites, sans que personne encore, que je sache, ait suffisamment déterminé les figures que ces verres doivent avoir.

 

Car, bien qu'il y ait eu depuis quantité de bons esprits, qui ont fort cultivé cette matière, et ont trouvé à son occasion
plusieurs choses en l'Optique, qui valent mieux que ce que nous en avaient laissé les anciens, toutefois, à cause que les inventions un peu malaisées n'arrivent pas à leur dernier degré de perfection du premier coup, il est encore demeuré assez de difficultés en celle-ci, pour me donner sujet d'en écrire.

 

Et d'autant que l'exécution des choses que je dirai doit dépendre de l'industrie des artisans, qui pour l'ordinaire n'ont point étudié, je tâcherai de me rendre intelligible à tout le monde, et de ne rien omettre, ni supposer, qu'on doive avoir appris des autres sciences.

 

 

Modifié 11 septembre 2022 par lyl

[PERON Renee 0]

Merci pour tous ces renseignements. Je suis membre de l'association Méridienne de Nantes (méridienne.org). Nous allons étudier vos réponses et nous reviendrons vers vous.

[jctfrance 236]

Il y a 8 heures, lyl a dit :

Sinon, pour être plus proche de la qualité de celle de Galilée, on doit bien pouvoir trouver quelqu'un pour vous polir ça moyennant finance avec les spécifications r2=2.3r1 avec 1.33 de focale et la négative en 94mm

Romano ZEN en Italie devrait pouvoir faire çà; de +, je pense qu'il y trouverait un grand intérêt:

http://lnx.costruzioniottichezen.com/joomla/index.php?option=com_content&view=section&id=40&Itemid=75

[christian viladrich 7 758]

Pas mal d'info sur les répliques du télescope de Galilée ici :

http://www.scitechantiques.com/Galileo_telescope/#A_visit_to_the__home_of_one_of_the_Original_Galileo_Telescopes

 

et également ici avec une large biographie :

https://www.cloudynights.com/articles/cat/user-reviews/telescopes/classic-telescopes/constructing-a-galilean-refractor-r1794

 

et une discussion sur la formule optique "vraiment" utilisée :

http://www.scitechantiques.com/Galileo-Telescope-Anomalies-optics/

 

 

Modifié 11 septembre 2022 par christian viladrich

[lyl 4 516]

Je pense également que pour cette histoire d'asymétrie de la première lentille, il faut qu'elle soit reproductible pour que le brevet déposé soit valide.

Et donc, que ses caractéristiques soient mesurables.

 

Ce n'est pas simple avec les outils de l'époque.

Une lentille de 5cm qui ait un rayon de courbure de "3 pieds du roi" (97.5cm) donne une flèche très petite d'environ 1/3 de mm et l'autre face en aurait une de l'ordre de 1/10eme de mm.

A cette époque, on savait certes faire des feuilles fines en or ou en argent en 1/100eme de millimètre mais mesurer avec des calibres au dixième de mm c'est compliqué en 1610.

 

Je pense qu'il faut se baser sur la précision de l’œil avec ou sans loupe pour comparaison avec une forme préétablie (1/3mm à 25cm sans aide, le 1/10mm est atteignable avec une loupe)

Faire une forme de 3m de rayon sur un lentille de 5cm de diamètre parait déjà proche de la limite.