Optik

Astronomisk teleskop

Afokale linser adskilles med f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece er vinkelforstørrelsen for et fjernt objekt, mens billedet på bordet af et nært objekt viser den laterale forstørrelse f_eyepiece/f_objective.

Astronomisk teleskop — interaktiv Optik-simulation. Afokale linser adskilles med f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece er vinkelforstørrelsen for et fjernt objekt, mens billedet på bordet af et nært objekt viser den laterale forstørrelse f_eyepiece/f_objective. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.

Astronomisk teleskop

Et afokalt teleskop har afstanden f_objective + f_eyepiece mellem sine linser; M = −f_objective/f_eyepiece.

Objektivets brændplan falder sammen med okularets brændplan, så afstanden mellem linserne er f_objective + f_eyepiece, og parallelt indfaldende lys forlader teleskopet parallelt. Vinkelforstørrelsen er forholdet mellem brændvidderne; det negative fortegn angiver, at billedet er vendt.

• M = −f_obj/f_eye
• Vinkelforstørrelse

Undersøgelsesoplæg

Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet

Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.

Drivende spørgsmål

Et afokalt (kepplersk) teleskop placerer sit objektiv og okular, så deres brændpunkter falder sammen — parallelt lys ind, parallelt lys ud. Giver en kortere okularbrændvidde højere eller lavere teleskopforstørrelse?

Forudsigelser at afveje

• Et kortere okular giver lavere forstørrelse.
• Okularets brændvidde påvirker ikke forstørrelsen.
• Højere — forstørrelsen er forholdet mellem objektivets og okularets brændvidde, så en formindskelse af okularets brændvidde forøger forholdet.

Variablers roller

Det, du indstiller:

• Okularbrændvidde f_e (cm)

Det, du måler:

• Vinkelforstørrelse M

Sådan forløber undersøgelsen

1. Åbn forudstillingen telescope, og tryk på Nulstil. Objektivet har f = 100 cm; de to linser er adskilt med deres samlede brændvidder (afokal betingelse).
2. Slå aflæsningen af vinkelforstørrelse til.
3. Indstil okularets brændvidde for hver måling (objektiv fast ved f = 100 cm), og registrér den resulterende forstørrelse.

Styrende ligning

Vinkelforstørrelse i teleskop — M = −f_o/f_e

Et afokalt Kepler-teleskops vinkelforstørrelse er M = −f_o/f_e, forholdet mellem objektivets brændvidde og okularets. Et længere objektiv eller et kortere okular forøger begge forstørrelsen.

Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud

• Beregn for én måling M = −f_o/f_e med f_o = 100 cm. Sammenlign med tabellen.
• Forklar, hvorfor forstørrelsen er negativ (et omvendt billede, typisk for et enkelt Kepler-teleskop), og hvorfor en kortere okularbrændvidde forøger absolutværdien af M.

Hvor det viser sig uden for laboratoriet

• I modsætning til okularet (som sætter forstørrelsen) bestemmer OBJEKTIVETS diameter (ikke vist i denne model med kun brændvidder), hvor meget lys teleskopet samler, og dets endelige opløsningsevne. Forklar, hvorfor astronomer er mere interesserede i et teleskops åbning (objektivdiameter) end i dets forstørrelse alene.
• 'Afokal' betyder, at parallelt lys ind giver parallelt lys ud — selve teleskopet har ingen samlet brændvidde, i modsætning til et kameraobjektiv eller en lup. Forklar, hvorfor dette design er ideelt til at betragte meget fjerne genstande (i praksis i det uendelige) med et afslappet øje.

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

1. Velkommen til Teleskop
2. Vælg objektivlinsen
3. Tryk på Afspil
4. Vinkelstørrelsen af fjerne genstande
5. Åbn egenskabspanelet
6. Du klarede det!

Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.

Åbn interaktivt laboratorium →

Download labark →

Tyndlinseligningen