Astronomie - René Paris - Promotion 1950-1953
LA RÉALISATION DES MIROIRS POUR TÉLESCOPES D'AMATEURS
L'APPAREIL DE FOUCAULT
L'appareil de Foucault utilise la propriété des miroirs sphériques : lorsqu'une source de lumière ponctuelle est placée très proche du centre de courbure, le miroir renvoie une image nette de la source précisément très proche du centre de courbure et symétriquement par rapport à l'axe optique du miroir. La source lumineuse est constituée par une fente fine de l'ordre de 30 à 50 microns que l'on éclaire par une lampe placée derrière. Elle est située à dix ou à quinze mm à gauche de l'axe optique et à une distance du miroir proche de son centre de courbure. L'image nette de cette fente peut être récupérée sur un écran à dix ou à 15 mm à droite de l'axe optique et à une distance proche du centre de courbure, symétriquement par rapport à la fente lumineuse. Par rapport au centre du miroir, la somme des distances (fente au miroir + image de la fente au miroir) divisée par quatre donne la distance focale du miroir (on se rappelle que le rayon de courbure d'un miroir sphérique est égal à deux fois sa longueur focale, c'est cette relation qui nous a permis de tracer le calibre utilisé à l'ébauchage).
Si maintenant on approche progressivement de l'image de la fente, une arête bien nette appelée couteau, l'œil placé derrière va voir la surface du miroir s'obscurcir d'un seul coup au moment où le couteau va occulter l'image de la fente. On dit que le miroir prend une teinte plate. Les images extraites du livre « Réalisez votre télescope » de Jean-Marc Lecleire sont plus parlantes que le discours.
Livre de Jean-Marc Lecleire
Images « fente et couteau »
Progression de l'ombre sur la surface du miroir quand le couteau engagé à moitié de la largeur de l'image de la fente se déplace de la position intra-centre de courbure en A à la position extra-centre de courbure en C en passant exactement par le centre de courbure en B.
Appareil de Foucault
Pour résumer, l'appareil de Foucault se compose :
- D'une fente de largeur réglable constituée de deux lèvres rectilignes bien parallèles;
- D'un couteau, pouvant être déplacé longitudinalement sur une glissière sur une longueur de cinq à dix cm, parallèlement à l'axe optique, au moyen d'une tige filetée de six mm de diamètre au pas de un mm. Un tambour monté sur la tige filetée, gradué en 100 divisions permet d'apprécier le centième de mm. Une photocopie d'une longueur de règle de 100 mm, collée sur le tambour de 31,8 mm de diamètre convient très bien. Une photocopieuse autorisant un agrandissement réglable permet d'accorder la photocopie au diamètre du tambour,
- D'un système de déplacement latéral permettant au couteau de pénétrer plus ou moins dans le faisceau lumineux de l'image de la fente,
- D'un moyen permettant d'orienter le couteau bien parallèlement à l'image de la fente.
Voici mon appareil de Foucault monté sur son support à pieds triangulés, garantissant une stabilité à toute épreuve. L'appareil a été sorti dans le jardin pour les besoins de la photo. On peut voir en arrière plan des haricots à rames. Gageons que Mannix saura s'en inspirer.
Détails de la tête de l'appareil de Foucault
On distingue la boîte à lumière constituée de tubes de cuivre soudés à l'étain. Au départ la source de lumière était obtenue au moyen d'une lampe halogène de 12 volts placée dans le tube vertical qui était alors prolongé d'environ 20 cm pour faire une cheminée d'évacuation des calories produites par la lampe. Malgré cela, le tube était très chaud et je m'y suis souvent brûlé le bout du nez. Par la suite les diodes blanches de forte luminosité ont fait leur apparition. C'est cette version qui est sur la photo. La diode se trouve dans le tube blanc en plastique. Plus besoin de cheminée et plus de risque de se brûler. On peut voir la lentille simple qui permet une lecture aisée du vernier mesurant le déplacement longitudinal du chariot qui porte le couteau. La pénétration plus moins grande du couteau dans le faisceau lumineux est assurée par le gros bouton moleté à droite (on reconnaîtra là les boutons utilisés sur les anciens postes de radio à lampes).