rayon du soleil colimaté parallèle.

[delphi_jb]

bonjour tout le monde.
voila, j'ai deja traité pas mal de fois sur le sujet et il y a toujours
un truc que je ne comprend pas.

voila, dans le cadre d'un projet absolument inutile mais néamoins
constructif et didactique, j'aimerai réaliser un dispositif optique dans le
but d'obtenir via une convergence des rayon du soleil un rayon
"+/- parallèle" sur une longue distance.



j'avais pensé à ceci:

je fabrique un miroir parabolique concave bien perpendiculaire au soleil.
On aura donc une convergence des rayons lumineux en un point focale.
Sur ce point focale, je placerai un deuxième tout petit miroir parabolique
(mais convex cette fois ci) dont la courbure serait mathématiquement
l'exacte inverse de son grand frère (puisque convex...)

Donc on a pour le moment un rayon "+/- droit".

Je dis "+/-" car si j'ai bien compris, le soleil n'est pas ponctuel car elle est
visiblement grosse à l'oeil nu (0,5 degré...), Ce qui fait que de tout les
rayon lumineux qui vienne toucher mon miroir, je peux très bien en avoir
qui vienne du dessus comme du dessous du soleil. Donc rayons lumineux
non parallèle donc.


La question est:

* Quel serait les perte (géométrique) par diffraction sur une distance
+/- grande ? (1-10-100m ?)

* Comment le calcul-t-on ?

et enfin, une troisième question:

* En prenant 2 miroirs paraboliques de meme diamètre, un avec une
distance f=2m et un avec f=50m, aura-t-on la meme puissance de
rayonnement lumineux sur la focale ?




d'avance merci pour vos éventuel réponses.
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[LPFR]

Bonjour.
Votre projet ne fonctionne pas.
Votre premier miroir parabolique ce concentrera pas le rayons de soleil sur un point mais dans un disque (image du soleil) de diamètre égal à 1/116 de la focale du miroir.
Les rayons du soleil ne sont pas parallèles. Ils le sont à peu près mais avec une dispersion d'environ 0,5°.
Au revoir.

[delphi_jb]

1/116eme ?

ok, donc admettons un miroir parabolique de 80cm sur une focale de 1m.

donc pour Focale = 1m, on aurai
une image du soleil égale a:

Dimage = Focale / 116

soit Dimage = 1m / 116

Dimage = 0,008... m

8 mm ! ca pourrait fonctionner. (des bons gants sont quand meme de rigeur...)


mais après, pour la "redresser", on ne peut pas mettre un deuxième petit
miroir parabolique convex de f=1m ? ca fonctionne pas ca ?

[LPFR]

Re.
Chaque point de l'image du soleil est formé par des rayons qui viennent de tout le miroir, dons sur un angle de +/- 21.8°. Donc, les rayons qui y partent sortent avec la même dispersion. Vous n'avez rien gagné.

Vous pouvez vous taper la tête contre le mur. Vous ne pouvez pas rendre une source plus ponctuelle qu'elle ne l'est. Le seul moyen est de filtrer les rayons qui sont un peu plus parallèles et éliminer les autres. Vous pouvez utiliser votre système de miroirs ou des lentilles (on appelle ça un "collimateur"). Par exemple, à l'endroit où l'image du soleil se forme, vous mettez un diaphragme (un petit trou) qui ne laisse passer qu'une petite zone. Après vous mettez une lentille ou un miroir. La dispersion angulaire du nouveau faisceau sera égale à d/f, où d est le diamètre et f la focale de la deuxième lentille ou miroir.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[delphi_jb]

d'accord, merci pour cette réponse précise.

donc si j'ai bien compris, le seul et unique moyen d'avoir un rayon +/- parallèle est de collimater une source la plus ponctuel possible, comme un laser par exemple. et encore, c'est pas génial...


merci quand meme..

[LPFR]

Re.
Eh oui.
Et même les lasers à état solide (comme les pointeurs du commerce) sont très ponctuels. La source ne fait que quelques µm. La diffraction fait qu'ils tirent comme des fusils à canon scié.
Mais comme la source est très ponctuelle, on met une lentille devant pour rendre le faisceau parallèle.
On pourrait avoir un faisceau plus large et plus parallèle en mettant une lentille plus grande avec une focale plus grande. Vous ne pouvez pas avoir en même temps un faisceau fin et peu divergent.
Pour rester assez parallèles, les lasers de la "star war" de Reagan auraient dû avoir 5 m de diamètre, environ. Mais les conseillers scientifiques de Reagan n'étaient pas de scientifiques mais des auteurs de science fiction (véridique, ce n'est pas une blague).
A+

[delphi_jb]

mdrr

merci pour la petite anectdote de monsieur reagan, je viens d'aller compléter cette connaissance sur baybay..

pour en revenir a nos rayon merveilleux, cette source, bien qu'étant emise en fusil a canon scié, est très petite comme vous dite. qui plus est, elle est de plus en plus petite avec le temps. Que pourront nous espérer dans les 10 prochaines année avec la mignaturisation, les matériaux à indice de réfraction négatif, superlentilles
, ... ?

[delphi_jb]

et tant que je suis dans le sujet de l'optique, une question a la rien a voir mais ca m'intrigue:

voila, j'ai récement allumé des bougies de type plates ronde
(pour une raison dont je passerais les details.. mdrrr ) et j'ai observé un truc
qui est d'apparence évidente mais dont je ne m'était jamais posé la question.
la cire, une fois chauffé, devient totalement transparente.

quelles sont les caractéristiques optiques d'une cire chauffée, donc transparentes ?

[LPFR]

Re.
La plupart des bougies ne sont pas en cire (d'abeilles par exemple) mais en stéarine. À l'état liquide ce produit est transparent. Quand il solidifie, il cristallise et les différents cristaux forment des parois entre eux dans lesquelles la lumière se réfléchit partiellement. Il est, en gros, translucide. Comme la neige tassée, ou un morceau de sucre.
Beaucoup de liquides font la même chose en se solidifiant: l'huile, par exemple.
La cire d'abeilles aussi devient beaucoup plus transparente quand elle fond. Un peu comme le miel.
A+