El telescopio afocal: dos lentes, sin enfoque neto
1 · Predecir
Un telescopio afocal (kepleriano) coloca su objetivo y ocular de manera que sus puntos focales coincidan: luz paralela hacia adentro, luz paralela hacia afuera. ¿Una distancia focal del ocular más corta proporciona un aumento mayor o menor del telescopio?
- Un ocular más corto proporciona un aumento menor.
- La distancia focal del ocular no afecta el aumento.
- Mayor: el aumento es la relación entre la distancia focal del objetivo y la distancia focal del ocular, por lo que reducir la distancia focal del ocular aumenta la relación.
2 · Configurar
- Abra el preajuste del telescopio y presione Restablecer. El objetivo tiene f = 100 cm; las dos lentes están separadas por sus distancias focales combinadas (condición afocal).
- Habilite la lectura de aumento angular.
- Establezca la distancia focal del ocular para cada prueba (objetivo fijado en f = 100 cm) y registre el aumento resultante.
3 · Recopilar Datos
| Distancia focal del ocular f_e (cm) | Ampliación angular M |
|---|---|
| 10.00 | |
| 20.00 | |
| 30.00 |
Trace M (eje y) frente a 1/f_e (eje x) para sus tres pruebas.
4 · Analizar
- Para una prueba, calcule M = −f_o/f_e usando f_o = 100 cm. Compare con la tabla.
- Explique por qué el aumento es negativo (una imagen invertida, típica de un telescopio Kepleriano simple) y por qué una distancia focal del ocular más corta aumenta la magnitud de M.
5 · Ampliar
- A diferencia del ocular (que establece el aumento), el diámetro de la lente OBJETIVO (no se muestra en este modelo de distancia focal únicamente) determina cuánta luz capta el telescopio y su poder de resolución final. Explique por qué a los astrónomos les importa más la apertura de un telescopio (diámetro del objetivo) que solo su aumento.
- 'Afocal' significa que la luz paralela que entra produce luz paralela: el telescopio no tiene una distancia focal general única, a diferencia de la lente de una cámara o una lupa. Explique por qué este diseño es ideal para ver objetos muy distantes (efectivamente en el infinito) con la vista relajada.
La física detrás de este experimento
Ampliación angular del telescopio
El aumento angular de un telescopio Kepleriano afocal es M = −f_o/f_e, la relación entre la distancia focal del objetivo y la del ocular. Un objetivo más largo o un ocular más corto aumentan el aumento.