Афокалният телескоп: две лещи, нула нетно фокусиране

1 · Предскажи

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?

• 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.

2 · Постановка

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.

3 · Събери данни

Чертай M (ос y) спрямо 1/f_e (ос x) за трите си опита.

4 · Анализирай

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

5 · Надгради

1. 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.
2. „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.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат