Introduction

Comme peut indiquer le nom de cet instrument, les lunettes de Galilée correspondent à deux lunettes astronomiques qui ont été conçues par Galilée. Ces deux lunettes étant destinées à l'observation du ciel et des astres.

Il n'existe que deux originaux qui sont actuellement conservés au Musée de Galilée à Florence. On les nommera plus tard téléscope suite à la proposition du prince Federico Cesi, aussi connu comme étant le fondateur de l'Académie des Lyncéens. Il a décidé de ce nom en combinant le préfixe tele, signifiant loin, et le verbe skopeo, signifiant voir, en grec ancien. Ainsi, les lunettes de Galilée correspondent à des télescopes qui réfracteurs. Notons qu'en Français, le nom télescope est réservé aux télescopes réflecteurs.

En plus de ces lunettes, Galilée permettra également la conception de différents accessoire pour l'utilisation du télescope comme un micromètre permettant de mesurer la distance entre Jupiter et ses satellites, ou encore un hélioscope qui, quant à lui, permet d'observer les tâches solaires sans endommager les yeux de l'observateur.

Comment mémoriser l'ordre des planètes ? Jupiter, une planète géante gazeuse, est considérée comme étant la plus grosse planète du système solaire. En effet, elle est plus volumineuse mais aussi plus massive que la somme de toutes les planètes du système réunies mais elle est aussi la cinquième planète du système solaire par sa distance au Soleil après Mercure.

Galilée

Galilée est un célèbre mathématicien, géomètre, physicien mais également astronome italien du XVIIe siècle.

Ce savant réalisera pendant sa vie de nombreux outils tels que la lunette astronomique en perfectionnant la lunette d'approche découverte par des Hollandais afin de procéder à des observations rapides mais aussi précoces. Cette lunette aura par ailleurs bouleversé de nombreux fondements de l'astronomie de l'époque. Galilée aura également été grand défenseur de l'approche modélisatrice copernicienne de l'Univers. Il lui proposera d'ailleurs d'adopter l'héliocentrisme et les mouvement satellitaires. A cause de ses prises de position, il s'attirera les foudres et les critiques de nombreux philosophes, partisans d'Aristote, qui proposaient un géocentrisme stable, une classification des corps et des êtres, un ordre immuable des éléments mais également une évolution réglée des substances. Malgré les mises en garde de ses différents protecteurs religieux, Galilée manquera de prudence au sujet de sa prise de position du mouvement terrestre, celui-ci ne possédant pas de preuves de ce qu'il avançait.

En ce qui concerne les mathématiques, Galilée n'a aucunement contribué à la progression de l'algèbre mais il aura beaucoup travaillé sur les suites mais également les courbes géométriques et la prise en compte de l'infiniment petits. D'ailleurs, Galilée décrira les mathématiques comme étant "un langage décrivant la nature".

Galilée aura également permis de nombreuses avancées concernant la mécanique, notamment la cinétique et la dynamique, grâce aux bases qu'il aura posé avec l'aide de ses nombreuses expériences sur l'équilibre mais aussi le mouvement des corps solides, en particulier sur la chute, la translation rectiligne, l'inertie mais également la généralisation des mesures dont le temps par l'isochronisme du pendule et la résistance des matériaux. Il sera même considéré comme fondateur de la physique -première des sciences exactes modernes- à partir de 1680.

Comment reconnaître une théorie du complot ? Nombreux étaient les contemporain de Galilée à penser que le Soleil tournait autour de la Terre et non pas le contraire.
Même si cela peut surprendre, aujourd'hui il existe encore un certain nombre de partisans de cette théorie.

L'Académie des Lyncéens

Egalement appelée Académie des Lyncées ou Académie des Lynx, cette académie est considérée comme étant la plus ancienne académie scientifique d'Europe. Elle sera fondée en 1603 par un pacte entre le prince Federico Cesi et deux de ses amis. Cette académie adoptera la référence à la vue du lynx, connue pour être perçante, afin de symboliser la puissance de la vue de la sciences mais également la découverte de le fabuleux pouvoir de résolution du microscope, un outil inventé au XVIIe siècle qui permettra de nombreuses découvertes sur la nature de l'Homme.

La création de cette académie représentera un moment puissant de la révolution scientifique de la Renaissance puisqu'elle permettra la fondation d'une nouvelle tradition, la tradition des académies, des sociétés savantes mais également celle d'autres réseaux de correspondants initiés.

Aujourd'hui, on considère que les héritiers de cette académie sont :

  • l'Accademia nazionale dei Lincei, italienne,
  • et l'Académie pontificale des sciences ou Pontificia Academia Scientiarum, du Vatican.
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Première lunette de Galilée

Cette lunette correspond à un système afocal composé d'un tube principal ainsi que deux sections, considérées comme mineures, dans lesquelles on peut trouver l'objectif mais aussi l'oculaire. Quant à lui, le tube principal est composé de deux tubes semi-circulaires recouverts de papiers et tenus ensemble avec l'aide d'un fil de cuivre.

L'objectif, biconvexe, mesure 51 millimètres de diamètres. Notons que les rayons de courbure des surfaces ne sont pas pareils. La distance focale est de 1 330 millimètres et son épaisseur au centre es de 2,5 millimètres.

L'occulaire, plan-concave, mesure 26 millimètres de diamètre où le côté concave présente un rayon de courbure en direction de l'oeil de 48,5 millimètres. Son épaisseur au centre est de 3 millimètres pour une distance focale de -94 millimètres -notons que cette distance focale est négative puisque la lentille est divergente-.

Ainsi, cette lunette permet à l'observateur de visualiser des objets grossis 14 fois avec un champ visuel de 15'.

Deuxième lunette de Galilée

La deuxième lunette de Galilée, quant à elle, est composé d'un tube principal où on peut trouver à l'une de ses extrémité deux sections distinctes qui y sont insérées afin de porter un objectif et un oculaire.

Le tube est composé de lamelles de bois jointes et recouvertes de cuir rouge, aujourd'hui devenu marron à cause du temps, décoré avec des frises en or.

L'objectif, plan-convexe, présente son côté convexe vers l'extérieur mesure 37 millimètres de diamètre pour une ouverture de 15 millimètres et une distance focale de 980 millimètres. Son épaisseur au centre est de 2 millimètres.

Malheureusement, l'oculaire d'origine a été perdu mais remplacé dès le XIXe siècle par une oculaire biconcave de 22 millimètres de diamètre. Avec une épaisseur au centre de 1,8 millimètre, cet oculaire présente une distance focale de -47,5 millimètres -encore une lentille divergente, reconnaissable à la distance focale négative.

L'instrument ainsi formé permet d'agrandir 21 fois l'objet observé avec un champ visuel de 15'.

Enregistré dans l'inventaire de 1704 de la Galerie des Offices, l'oculaire, décrit comme incliné, était toujours présent bien que détaché du tube. Il sera considéré comme perdu dès le XVIIIe siècle.

La Galerie des Offices correspond à un palais florentin où y est abrité un patrimoine artistique extrêmement connu à travers le monde. Ouvert depuis 1765, le musée des Offices permet aux visiteurs d'observer sur 8 000 m² une superbe collection de peintures italiennes et autres œuvres de célèbres maîtres européens comme Albrecht Dürer et Francisco de Goya.

Exercice sur les lentilles oculaires

Comment choisir son télescope ? Le principe de cet instrument d’optique est d’augmenter la luminosité et la taille apparente d’un objet. Notons que le rôle de récepteur de lumière est beaucoup plus important que le grossissement optique. Il permet tout de même d’observer de nombreux objets célestes dits ponctuels qui peuvent être difficiles voire même impossible à observer à l’œil nu.

On considère deux lentilles ; objectif : L1 (5 δ) et oculaire : L2 (-20 δ) écartées d'une distance d. L'ensemble est monté de manière à réaliser une lunette de Galilée, c'est à dire que le système des deux lentilles est afocal (l'image de l'infini est à l'infini).

1 - Calculer l'écartement d entre les deux lentilles.

On se sert de cette lunette pour observer un objet éloigné sur l'axe optique de diamètre angulaire α faible.

2 - Réaliser la construction permettant de trouver le diamètre angulaire α' de l'objet à la sortie de la lunette. En déduire la valeur du grossissement de la lunette.

3 - On pourrait aussi observer l'objet en utilisant une lunette astronomique de même grossissement. Si vous aviez le choix, quel type de lunette choisiriez-vous ?

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Joy

Freelancer et étudiante en Sciences de la Vie et de la Terre, je suis un peu une grande sœur qui épaule et aide les autres pour observer et comprendre le monde qui nous entoure et ses curieux secrets !