Pouvoir de résolution

Le pouvoir de résolution, ou pouvoir de séparation, est la distance minimale qui doit exister entre 2 points contigus pour qu'ils soient correctement discernés au travers d'un système optique, tel qu'un microscope ou un télescope.


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Optique - Mesure physique - Métrologie

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  • LE POUVOIR DE RESOLUTION. D'UN TELESCOPE et . IMAGERIE DES EXO-PLANETES... ne change rien au pouvoir séparateur du télescope... (source : aeos.ulg.ac)

Le pouvoir de résolution, ou pouvoir de séparation, est la distance minimale qui doit exister entre 2 points contigus pour qu'ils soient correctement discernés au travers d'un système optique, tel qu'un microscope ou un télescope...

Résolution de la vision humaine

Article principal : acuité visuelle.

Le pouvoir de résolution de l'œil est d'environ une minute d'arc (60 secondes d'arc, 0, 017°), soit à peu près 100 km sur la surface de la lune vue de la Terre, ou plus proche de nous, un détail d'environ 1 mm pour un objet ou une image localisé à 3 m de distance.
En comparaison, les télescopes de classe 8 mètres comme le Very Large Telescope au Chili atteignent un pouvoir de résolution de 0, 017 seconde d'arc (4, 72×10-6°), soit à peu près 32 m sur la surface de la lune.

Limite de diffraction

La diffraction limite le pouvoir de résolution des instruments optiques : un objet ponctuel donne une image «floue», nommée tache de diffraction. Si deux détails d'un objet sont trop proches, les taches de diffraction se chevauchent et il devient impossible d'obtenir des images scindées de ces détails.

Pour un instrument optique de diamètre D observant à une longueur d'onde λ, le pouvoir de résolution maximal, exprimé en radians, est :

\theta \simeq 1,2 \lambda/D

ou en degrés :

\theta \simeq 68,75 \lambda/D


On retiendra que

Afin d'obtenir une meilleure résolution, deux possibilités sont exploitées :

Exemples de pouvoirs de résolution

Outil diamètre (m) angle (rad) angle (") Détails sur la lune Détails à 200 km
œil 0, 003 0, 0002684 55, 36 103 km 53 m
0, 005 0, 0001342 27, 68 51 km 26 m
0, 010 0, 0000671 13, 84 25 km 13 m
0, 020 0, 0000335 6, 920 12 km 6 m
Jumelles 0, 050 1, 342×10-5 2, 768 5 km 2, 7 m
0, 100 6, 71×10-6 1, 384 2, 57 km 1, 3 m
Téléscope 150 0, 150 4, 473×10-6 0, 922 1, 71 km 89 cm
0, 200 3, 355×10-6 0, 692 1, 29 km 67 cm
0, 300 2, 236×10-6 0, 461 859 m 44 cm
0, 600 1, 118×10-6 0, 230 429 m 22 cm
Téléscope 1m 1, 000 6, 71×10-7 0, 138 257 m 13 cm
Hubble 2, 400 2, 795×10-7 0, 0576 107 m 55 mm
4, 000 1, 677×10-7 0, 0346 64 m 33 mm
VLT 8, 000 8, 387×10-8 0, 0173 32 m 16 mm
10, 000 6, 71×10-8 0, 0138 25 m 13 mm
N'existe pas 20, 000 3, 355×10-08 0, 00692 12 m 6 mm
N'existe pas 40, 000 1, 677×10-08 0, 00346 6 m 3, 3 mm
N'existe pas 80, 000 8.387×10-09 0, 00173 3 m 1, 7 mm


Petites expériences

L'image ci-dessous fait apparaître un même sujet avec 3 résolutions différentes. À partir d'une certaine distance, l'œil ne fait plus la différence. Il est alors envisageable de déterminer en gros la résolution d'un ou des deux yeux; il s'agit en première approximation du rapport entre la taille des gros pixels (image de droite) et la distance à partir de laquelle on ne perçoit plus de différence entre les images.

Cliquez sur l'image pour l'afficher en plein écran

Nota : ce test est dénaturé par la réduction imposée au niveau de l'affichage sur l'écran, ce qu'on constate aisément avec une loupe. Le mieux est d'ouvrir l'image et de s'éloigner de l'écran.

Le pouvoir de résolution est intrinsèquement lié au pouvoir de séparation : dans l'expérience A ci-contre, on ne distingue qu'un rond ; pour l'expérience B, les deux points semblent se toucher. Néenmoins si on clique sur l'image pour l'agrandir on remarque qu'en A il s'agit de deux hémicercles, et qu'en B les deux points ne se touchent pas.

Voir aussi

Liens externes

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Principaux mots-clés de cette page : résolution - pouvoir - image - arc - diamètre - optique - télescope - secondes - détail - distance - œil - minute - objet - diffraction - points - microscope - lune - mètres - longueur - onde -

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 11/11/2010.
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