Résolution d'un telescope (miroirs)?

[BeGust]

Bonjour tous

Je me demande qu'est-ce qui empêche un télescope
avec un petit miroir de capter des photons qui pourtant
arrivent jusqu'à lui ?

Comment comprendre la plus ou moins haute résolution
d'un telescope s'il vous plaît ?

Merci
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[JPL]

Un petit télescope peut parfaitement capter les photons qui lui arrivent, mais comme le miroir est petit il en capte très peu, et pour des objets très peu lumineux il n’en captera pas assez pour former une image perceptible à l’œil ou détectable par un capteur photographique.

En ce qui concerne la résolution c’est un autre problème. Même en supposant un miroir avec un poli parfait la nature ondulatoire de la lumière entraîne obligatoirement des phénomènes de diffraction, donc une dispersion de la lumière qui fait que l’image d’un point n’est jamais un point mais une tache, empêchant de séparer deux points trop proches. Plus le diamètre du miroir est grand, plus la diffraction est réduite, donc plus sa résolution est bonne. C’est un phénomène qui dépend uniquement (en supposant une optique parfaite) de la longueur d’onde des fréquences observées.

[BeGust]

D'accord, merci JPL

Je vais relire 10 fois pour être bien sûr d'avoir compris :P
Bonne journée

[Gwinver]

Bonjour.

Même en supposant un miroir avec un poli parfait la nature ondulatoire de la lumière entraîne obligatoirement des phénomènes de diffraction, donc une dispersion de la lumière qui fait que l’image d’un point n’est jamais un point mais une tache, empêchant de séparer deux points trop proches. Plus le diamètre du miroir est grand, plus la diffraction est réduite, donc plus sa résolution est bonne

Ne connaissant pas ce phénomène, j'ai fait quelques recherches pour comprendre, mais sans succès.
Y aurait-il un site expliquant ceci?

Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[JPL]

La diffraction se fait sur les bords du miroir. et sur tout obstacle interposé sur le trajet de la lumière (par exemple le support et le bord du ou des miroir(s) auxiliaire(s)

[Gwinver]

Bonsoir.

Merci de l'explication, c'était aussi mon impression "intuitive" mais je ne vois pas pourquoi ce serait fonction de la surface du miroir.
On pourrait éventuellement penser que la circonférence du miroir est proportionnelle au diamètre à contrario de la surface qui est proportionnelle au carré du diamètre. En complément l'effet des structures est peut-être relativement moins important avec une grande surface.

[JPL]

Plus le miroir a un grand diamètre plus sa circonférence est faible par rapport à sa surface. Par ailleurs plus le miroir est grand plus son faisceau (son angle d’ouverture) est large, donc plus il peut recueillir des rayons inclinés par rapport à l’axe principal, ce qui apporte davantage d’informations sur l’objet observé. En poussant cette idée plus loin. En poussant cette dernière idée plus loin on peut obtenir un pouvoir de résolution plus important en combinant en une seule image les images de plusieurs télescopes éloignés les uns des autres. Cette dernière opération est très délicate car il faut obtenir une superposition parfaite des images et un calage dans le temps de transmission très précis pour éviter des décalages de phase.

https://www.startpage.com/do/dsearch...guage=francais

[BeGust]

Pour apporter de l'eau au moulin et vous remercier (bonjour ) de vous réponses , quelques images.comparaison-taille-miroir-telescope-800x800-955830553.png

miroirs-telescope-newton-3293929021.png

Quand on parle de diamètre, c'est toujours un diamètre concave non ?

[bibifikotin]

Ben c'est le diamétre du miroir ( qu'il soit concave...ou autre " désignation) C'est le diamétre du miroir qui reçoit en premier la llumiére céleste...


Un petitb télescope permet de voir.... ce qui estn assez proche de lui.
Toi tu vois une bougie à 50 m, mais tu est incapable de voir la meme bougie à 1 km.
Tu ne reçois pas assez de photons.
Ton petit télescope fait un peu mireux que ton oeil...mais tu ne verras pas lé "tete de cheval" meme situ sais ou elle est.
Cordialement

[JPL]

Quand on parle de diamètre, c'est toujours un diamètre concave non ?

Le diamètre est une ligne droite !

[bemo47]

Bonjour, juste pour compliquer un peu la réponse peut etre... regardez ici ce que peut faire un très petit télescope de diamètre 30mm et focale 160mm !!!

https://www.zwoastro.com/product/seestar-s30-pro/

Et il y a deux autres modèles, le S30 et le S50 et on obtient des images de grande qualité, peut être moins qu'avec un grand télescope, mais les résultats sont quand même époustouflants, donc le diamètre.... c'est une grande question et aucun diamètre n'est rédhibitoire...

[Gwinver]

Tout dépend de la dimension de l'objet observé.
Le Seestar a un petit diamètre, ce qui n'empêche pas d'observer des objets de grandes dimensions devant la taille de la tâche d'Airy.
Pour cela, il utilise du traitement du signal pour "empiler" une grande quantité d'images. Ce processus compense le faible niveau de lumière reçu avec uen ouverture de 30 mm.
Les objets donnés en exemple sont tous de grande taille.
La galaxie d'Andromède, par exemple:

https://fr.wikipedia.org/wiki/Galaxie_d%27Andromède

C’est également l'un des objets les plus étendus de la voûte céleste, avec un diamètre apparent de 3,18°, soit plus de six fois le diamètre apparent de la Lune[12] observée depuis la Terre.

Il faut d'ailleurs noter que rien n'indique formellement sur le site que les images aient été prises avec cet appareil.
Mais, le diamètre empêche de visualiser des objets de taille comparable à celle de la tâche d'Airy.

[bemo47]

Quelques exemple issus de la galerie FB Seestar Francophone réalisées par des amateurs avec leur appareil, S50 entre autres
Screenshot 2026-01-13 174024.jpg
Screenshot 2026-01-13 174016.jpg
Screenshot 2026-01-13 174008.jpg
Screenshot 2026-01-13 174002.jpg

Je pourrais aussi mettre quelques unes des miennes avec le S50....

Bien sûr que le champ couvert est lié au couple optique / capteur et bien sûr que c'est de l'empilement, technique de base de l'astrophotographie

C'était juste pour rappeler que même un très petit diamètre permet de faire des choses inimaginables il y a quelques années, même il y a 2 ans je pense....

[GBo]

Intéressantes nouveautés, mais rien ne dit que le primo posteur parlait d'astrophoto. En visuel, pas de pause longue ni d'empilement ..
Et que ce soit en astrophoto ou en astro visuelle, la loi physique qui lie le nombre de photons captables à la surface du miroir est la même, il n'y a pas de progrès possible là dessus.

[bemo47]

Certes, c'est peut-être pour ça que l'on utilise d'autres techniques finalement.

[gts2]

Bonjour,

Question un peu (?) décalé sur la taille des optiques.
Je me suis toujours posé la question de la taille minuscule des objectifs des téléphones assortie de plus à un nombre de micro-sites considérables, il ne doit pas y avoir beaucoup de photons qui arrive sur un pixel, comment font-ils ?

[gts2]

Sinon, en ce qui concerne la diffraction, il n'y a plus d'amélioration de la résolution à partir de quelques dizaines de cm, au-delà la résolution est limitée par la turbulence atmosphérique (cf. seeing).

[GBo]

Bonjour,
Question un peu (?) décalé sur la taille des optiques.
Je me suis toujours posé la question de la taille minuscule des objectifs des téléphones assortie de plus à un nombre de micro-sites considérables, il ne doit pas y avoir beaucoup de photons qui arrive sur un pixel, comment font-ils ?

L'ouverture est grande (f1.8 par exemple), ce qui compense un peu.
Mais surtout, retenir qu'il est impossible de faire de bonne photos ou vidéos en faible éclairage avec un smartphone, c'est trop bruité (bruit photonique).
Pour une qualité cinéma de scènes indoor non suréclairées par exemple, il faut une caméra à grand capteur (APS minimum) - ce qui dicte la taille imposante des optiques car le cercle d'image doit recouvrir tout le capteur - , il n'y a pas de secret.

[Gwinver]

Bonjour.
Je crois aussi que les capteurs sont maintenant très sensibles et qu'il y a un peu de traitement du signal pour compenser les limites physiques.

[GBo]

Je ne connais pas bien les capteurs astro, mais coté capteur photo (DSLR), les progrès des capteurs sont très lents, et ne peuvent rien contre le bruit photonique (qui est du au nombre de photons par cm²), à part le masquage par des algos qui hélas détruisent aussi les détails.
Il n'y a qu'à voir les usages pro en photo: les grands capteurs (24x36mm) sont toujours de mise, et le format APS (1.5x ou 1.6x plus petit) est plutôt pour les amateurs, enfin le format microFourThird (2x plus petit) stagne, tenu à bout de bras par 2 constructeurs.
Ce serait vraiment du masochisme de la part des pros de s'accrocher aux grands capteurs si on avait les mêmes perfs sur plus petit et donc moins lourd à trimbaler coté optiques.

[Lansberg]

Bonjour,

Question un peu (?) décalé sur la taille des optiques.
Je me suis toujours posé la question de la taille minuscule des objectifs des téléphones assortie de plus à un nombre de micro-sites considérables, il ne doit pas y avoir beaucoup de photons qui arrive sur un pixel, comment font-ils ?

Comme cela a été précisé, l'ouverture est grande (rapport F/D petit = optique lumineuse) et le problème c'est d'une part la quantité de photons qui arrivent par pixels (il y en a beaucoup) et d'autre part le fait que chaque pixel couvre un champ relativement grand, ce qu'on exprime par l'échantillonnage (E) :

E (seconde d'arc/pixel) ~ 206 x taille d'un pixel (µm) / focale (mm). Par exemple pour une taille de pixel de 1,7µm et une focale de 4,2mm, E ~ 83 arcsec/pixel, ce qui correspond à un angle solide Ω ~ 80² = 6400 arcsec² (pour ~ de 4 à 9 arcsec² en astrophoto sur le ciel profond).

Les smartphones fonctionnent donc avec des poses très courtes (beaucoup de lumière par pixel), avec un bruit de lecture peu pénalisant. Les images sont lumineuses malgré la petite optique. Par contre ils sous-échantillonnent énormément parce que chaque pixel intègre la lumière d'une zone angulaire importante ce qui entraîne une perte de "structure fine" donc des détails. En photo argentique classique, on dirait que l'image a du grain.

Pour obtenir une image détaillée le smartphone utilise, en gros, des méthodes de l'astrophoto. En particulier, sans qu'on s'en rende compte, il prend plusieurs images du sujet (de l'ordre d'une dizaine), sélectionne les meilleures et fait de l'empilement ce qui a pour effet d'augmenter le rapport signal/bruit. Le traitement d'image améliore ensuite les couleurs en affectant par exemple une valeur de couleur aux pixels pour lesquels l'information est trop "imprécise". Pour cela, les pixels voisins sont analysés afin de déterminer une couleur "moyenne". Le logiciel de traitement sait aussi reconnaitre les textures, les contours, les visages, les feuillages, le ciel... Il fait donc de la "reconstruction" d'image. Il peut aussi accentuer les détails, par exemple le bord d'un bâtiment, sans renforcer le bruit de l'image (ça correspond approximativement à la fonction 'ondelettes" en astrophoto).
En définitive, les performances modestes de l'ensemble optique/capteur sont contrebalancées par un bon traitement d'image.

[GBo]

Sur le bruit photonique (photon noise), très bien expliqué ici (en anglais, donc à faire traduire par DeepL si nécessaire):

"Photon noise"
https://svi.nl/PhotonNoise