Оптика

Астрономически телескоп

Афокалните лещи са разделени с f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece е ъгловата увеличителност за далечен предмет, а изображението на масата за близък предмет показва напречната увеличителност f_eyepiece/f_objective.

Астрономически телескоп — интерактивна симулация Оптика. Афокалните лещи са разделени с f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece е ъгловата увеличителност за далечен предмет, а изображението на масата за близък предмет показва напречната увеличителност f_eyepiece/f_objective. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

Астрономически телескоп

Афокалният телескоп разделя лещите си с f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece.

Фокусната равнина на обектива съвпада с фокусната равнина на окуляра, така че разделянето на лещите е f_objective + f_eyepiece, а успоредният входен лъч излиза успореден. Ъгловата увеличителност е отношението на фокусните разстояния; отрицателният знак означава обръщане.

• M = −f_obj/f_eye
• Ъглова увеличителност

Резюме на изследването

Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията

Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.

Водещ въпрос

Афокалният (Кеплеров) телескоп поставя обектива и окуляра си така, че техните фокуси да съвпадат — успоредна светлина влиза, успоредна излиза. Дава ли по-късо фокусно разстояние на окуляра по-високо или по-ниско увеличение на телескопа?

Предсказвания за преценка

• По-къс окуляр дава по-ниско увеличение.
• Фокусното разстояние на окуляра не влияе на увеличението.
• По-високо — увеличението е отношението на фокусните разстояния на обектив към окуляр, така че свиването на фокусното разстояние на окуляра увеличава отношението.

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Фокусно разстояние на окуляра f_e (cm)

Какво измерваш:

• Ъглова увеличителност M

Как протича изследването

1. Отвори настройката телескоп и натисни Нулирай. Обективът има f = 100 cm; двете лещи са разделени със сбора на фокусните си разстояния (афокално условие).
2. Включи показанието за ъглова увеличителност.
3. Задай фокусното разстояние на окуляра за всеки опит (обективът фиксиран на f = 100 cm) и запиши полученото увеличение.

Управляващо уравнение

Ъглова увеличителност на телескоп — M = −f_o/f_e

Ъгловата увеличителност на афокален Кеплеров телескоп е M = −f_o/f_e, отношението на фокусното разстояние на обектива към окуляра. По-дълъг обектив или по-къс окуляр и двете увеличават увеличението.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• За един опит изчисли M = −f_o/f_e с f_o = 100 cm. Сравни с таблицата.
• Обясни защо увеличението е отрицателно (обърнато изображение, типично за прост Кеплеров телескоп) и защо по-късо фокусно разстояние на окуляра увеличава големината на M.

Къде това се появява извън лабораторията

• За разлика от окуляра (който задава увеличението), ДИАМЕТЪРЪТ на обектива (не показан в този само-фокусно-разстояние модел) определя колко светлина събира телескопът и неговата крайна разделителна способност. Обясни защо астрономите се интересуват повече от отвора на телескопа (диаметър на объектива), отколкото само от неговото увеличение.
• „Афокален“ значи успоредна светлина влиза произвежда успоредна светлина излиза — телескопът няма сам по себе си едно цялостно фокусно разстояние, за разлика от обектив на фотоапарат или лупа. Обясни защо този дизайн е идеален за гледане на много далечни обекти (ефективно в безкрайност) с отпуснато око.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Добре дошъл при телескопа
2. Избери обектива
3. Натисни Пусни
4. Ъглов размер на далечни обекти
5. Отвори панела Свойства
6. Справи се!

Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.

Отвори интерактивната лаборатория →

Изтегли работния лист →

Уравнението на тънката леща