Òptica

Telescopi astronòmic

Lents afocals separades f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece és l'augment angular per a un objecte llunyà, mentre que la imatge al banc d'un objecte proper mostra l'augment lateral f_eyepiece/f_objective.

Telescopi astronòmic — simulació interactiva de Òptica. Lents afocals separades f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece és l'augment angular per a un objecte llunyà, mentre que la imatge al banc d'un objecte proper mostra l'augment lateral f_eyepiece/f_objective. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.

Telescopi astronòmic

Un telescopi afocal separa les lents f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece.

El pla focal de l'objectiu coincideix amb el de l'ocular, de manera que la separació de lents és f_objective + f_eyepiece i l'entrada paral·lela surt paral·lela. L'augment angular és la raó de distàncies focals; el seu signe negatiu indica inversió.

• M = −f_obj/f_eye
• Augment angular

Resum de la investigació

Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori

El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.

Pregunta conductora

Un telescopi afocal (keplerià) col·loca l'objectiu i l'ocular de manera que els seus punts focals coincideixin: llum paral·lela entra, llum paral·lela surt. Dóna una focal d'ocular més curta augment o disminueix l'augment del telescopi?

Prediccions a valorar

• Un ocular més curt dóna menys augment.
• La focal de l'ocular no afecta l'augment.
• Més alt: l'augment és la relació entre la focal de l'objectiu i la de l'ocular, o sigui que encongir la focal de l'ocular augmenta la relació.

Rols de les variables

El que tu defines:

• Distància focal de l'ocular f_e (cm)

El que tu mesures:

• Augment angular M

Com funciona la investigació

1. Obre el predefinit «El telescopi afocal» i prem Restableix. L'objectiu té f = 100 cm; les dues lents estan separades per la suma de les seves focals (condició afocal).
2. Activa la lectura d'augment angular.
3. Defineix la focal de l'ocular per a cada prova (objectiu fix a f = 100 cm) i enregistra l'augment resultant.

Equació governant

Augment angular del telescopi — M = −f_o/f_e

L'augment angular d'un telescopi keplerià afocal és M = −f_o/f_e, la relació entre la focal de l'objectiu i la de l'ocular. Un objectiu més llarg o un ocular més curt tots dos augmenten l'augment.

El que el full imprimible demana treballar a l'alumne

• Per a una prova, calcula M = −f_o/f_e amb f_o = 100 cm. Compara-ho amb la taula.
• Explica per què l'augment és negatiu (imatge invertida, típic d'un telescopi keplerià simple) i per què una focal d'ocular més curta augmenta la magnitud de M.

On apareix això més enllà del laboratori

• A diferència de l'ocular (que fixa l'augment), el diàmetre de la lent OBJECTIU (no mostrat en aquest model de només focals) determina quanta llum recull el telescopi i el seu poder resolutiu últim. Explica per què els astrònoms donen més importància a l'obertura d'un telescopi (diàmetre de l'objectiu) que al seu augment sol.
• «Afocal» vol dir que llum paral·lela entrant produeix llum paral·lela sortint: el telescopi no té cap focal global pròpia, a diferència d'una lent de càmera o una lupa. Explica per què aquest disseny és ideal per observar objectes molt llunyans (efectivament a l'infinit) amb ull relaxat.

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

1. Benvingut al Telescopi
2. Selecciona la lent objectiu
3. Prem Reprodueix
4. Mida angular d'objectes llunyans
5. Obre el panell de Propietats
6. Ho has aconseguit!

Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.

Obre el laboratori interactiu →

Descarrega el full de treball →

L'equació de la lent prima