La lunette astronomique est utilisée pour obtenir une image grossie d'une partie du ciel.
La lunette de Galilée est constituée d'un tube, comportant, côté étoiles un objectif, collecteur de lumière, assimilable à une lentille convergente, et côté oeil un oculaire, assimilable à une lentille divergente. L'ensemble donne une image droite, contrairement à la lunette astronomique.
L'image d'une étoile par l'objectif se forme dans le plan focal image de celui-ci, situé derrière l'oculaire, et qui constitue donc pour ce dernier un objet virtuel. Lorsque la lunette est utilisée par un oeil normal qui n'accomode pas, l'image finale se forme à l'infini : l'instrument n'a pas de foyers, on dit qu'il est afocal. Dans ces conditions, le foyer image de l'objectif (F'1) est confondu avec le foyer objet de l'oculaire (F2) : la longueur de la lunette correspond à la somme algébrique des deux distances focales (donc à la différence de leurs valeurs absolues), et le grossissement (rapport des angles sous lesquels on voit, respectivement l'image et l'objet) correspond au quotient des distances focales.
Masquer les tubes afin de voir le trajet des rayons lumineux dans la lunette.
Modifier légèrement l'inclinaison des rayons entrant dans la lunette, et constater que les rayons sortant sont beaucoup plus inclinés, preuve que l'instrument grossit.
Voir l'influence du grossissement sur la position des foyers.
Visualiser la pupille de sortie, image de l'objectif par l'oculaire, petit disque où se concente toute la lumière qui entre dans l'objectif.
Modifier le réglage de l'oculaire :
Voir aussi l'animation d'un doublet de lentilles.