Afokální dalekohled: dvě čočky, žádné čisté zaostření

1 · Predikuj

Afokální (Keplerův) dalekohled umísťuje objektiv a okulár tak, aby jejich ohniska splývala — rovnoběžné světlo dovnitř, rovnoběžné světlo ven. Dává kratší ohnisková vzdálenost okuláru vyšší, nebo nižší zvětšení dalekohledu?

• Kratší okulář dává nižší zvětšení.
• Ohnisková vzdálenost okuláru zvětšení neovlivňuje.
• Vyšší — zvětšení je poměrem ohniskových vzdáleností objektivu a okuláru, takže zmenšení ohniskové vzdálenosti okuláru poměr zvětšuje.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu telescope a stiskni Resetovat. Objektiv má f = 100 cm; dvě čočky jsou odděleny svými kombinovanými ohniskovými vzdálenostmi (afokální podmínka).
2. Zapni odečet úhlového zvětšení.
3. Nastav ohniskovou vzdálenost okuláru pro každý pokus (objektiv pevně f = 100 cm) a zapiš výsledné zvětšení.

3 · Sbírej data

Vynes M (osa y) proti 1/f_e (osa x) pro své tři pokusy.

4 · Analyzuj

1. Pro jeden pokus spočti M = −f_o/f_e s f_o = 100 cm. Porovnej s tabulkou.
2. Vysvětli, proč zvětšení je záporné (převrácený obraz, typické pro jednoduchý Keplerův dalekohled) a proč kratší ohnisková vzdálenost okuláru zvětšuje velikost M.

5 · Rozšiř

1. Na rozdíl od okuláru (který určuje zvětšení), průměr OBJEKTIVU (nezobrazený v tomto modelu jen s ohniskovými vzdálenostmi) určuje, kolik světla dalekohled sbírá, a jeho konečnou rozlišovací schopnost. Vysvětli, proč astronomy zajímá apertura dalekohledu (průměr objektivu) víc než samotné zvětšení.
2. „Afokální“ znamená, že rovnoběžné světlo dovnitř produkuje rovnoběžné světlo ven — dalekohled sám nemá jedinou celkovou ohniskovou vzdálenost, na rozdíl od objektivu fotoaparátu nebo lupy. Vysvětli, proč tento design je ideální pro pozorování velmi vzdálených objektů (efektivně v nekonečnu) uvolněným okem.

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky