Το άφοκο τηλεσκόπιο: Δύο φακοί, καμία καθαρή εστίαση

1 · Πρόβλεψε

Ένα άφοκο (Keplerian) τηλεσκόπιο τοποθετεί τον αντικειμενικό και τον προσοφθάλμιό του ώστε τα εστιακά τους σημεία να συμπίπτουν — παράλληλο φως μέσα, παράλληλο φως έξω. Δίνει προσοφθάλμιος μικρότερης εστιακής απόστασης υψηλότερη ή χαμηλότερη μεγέθυνση τηλεσκοπίου;

• Μικρότερος προσοφθάλμιος δίνει χαμηλότερη μεγέθυνση.
• Η εστιακή απόσταση προσοφθαλμίου δεν επηρεάζει τη μεγέθυνση.
• Υψηλότερη — η μεγέθυνση είναι ο λόγος εστιακής απόστασης αντικειμενικού προς προσοφθάλμιο, ώστε η συρρίκνωση της εστιακής απόστασης προσοφθαλμίου αυξάνει τον λόγο.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή telescope και πάτησε Επαναφορά. Ο αντικειμενικός έχει f = 100 cm· οι δύο φακοί απέχουν κατά τις συνδυασμένες εστιακές αποστάσεις τους (συνθήκη άφοκου).
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη γωνιακής μεγέθυνσης.
3. Ρύθμισε την εστιακή απόσταση προσοφθαλμίου για κάθε δοκιμή (αντικειμενικός σταθερός σε f = 100 cm) και κατέγραψε την προκύπτουσα μεγέθυνση.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε το M (άξονας y) έναντι του 1/f_e (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου.

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε M = −f_o/f_e χρησιμοποιώντας f_o = 100 cm. Σύγκρινε με τον πίνακα.
2. Εξήγησε γιατί η μεγέθυνση είναι αρνητική (ανάστροφη εικόνα, τυπικό απλού Keplerian τηλεσκοπίου) και γιατί μικρότερη εστιακή απόσταση προσοφθαλμίου αυξάνει το μέτρο του M.

5 · Επέκταση

1. Σε αντίθεση με τον προσοφθάλμιο (που ορίζει τη μεγέθυνση), η διάμετρος του ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΙΚΟΥ φακού (μη δειχνόμενη σε αυτό το μοντέλο μόνο-εστιακής-απόστασης) καθορίζει πόσο φως συλλέγει το τηλεσκόπιο και την τελική του ικανότητα διάλυσης. Εξήγησε γιατί οι αστρονόμοι νοιάζονται περισσότερο για το άνοιγμα τηλεσκοπίου (διάμετρο αντικειμενικού) παρά για τη μεγέθυνσή του μόνο.
2. «Άφοκο» σημαίνει παράλληλο φως μέσα παράγει παράλληλο φως έξω — το τηλεσκόπιο δεν έχει ενιαία συνολική εστιακή απόσταση από μόνο του, σε αντίθεση με φακό κάμερας ή μεγεθυντικό φακό. Εξήγησε γιατί αυτός ο σχεδιασμός είναι ιδανικός για προβολή πολύ μακρινών αντικειμένων (ουσιαστικά στο άπειρο) με χαλαρό μάτι.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής