Optika

Astronoomiline teleskoop

Afokaalsed läätsed on eraldatud vahemaaga f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece on nurksuurendus kaugeseme jaoks, pingil olev lähiese kujutis näitab lateraalsuurendust f_eyepiece/f_objective.

Astronoomiline teleskoop — interaktiivne Optika simulatsioon. Afokaalsed läätsed on eraldatud vahemaaga f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece on nurksuurendus kaugeseme jaoks, pingil olev lähiese kujutis näitab lateraalsuurendust f_eyepiece/f_objective. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.

Astronoomiline teleskoop

Afokaalne teleskoop eraldab oma läätsed vahemaaga f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece.

Objektiivi fookustasand kattub okulaari fookustasandiga, seega on läätsede vahe f_objective + f_eyepiece ja paralleelne sisend väljub paralleelsena. Nurksuurendus on fookuskauguste suhe; negatiivne märk tähistab ümberpööratust.

• M = −f_obj/f_eye
• Nurksuurendus

Uurimise kokkuvõte

Planeeri küsimus enne labori avamist

Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.

Juhtküsimus

Afokaalne (Kepleri) teleskoop asetab oma objektiivi ja okulaari nii, et nende fookuspunktid kokku langevad — rööpseline valgus sisse, rööpseline valgus välja. Kas lühem okulaari fookuskaugus annab kõrgema või madalama teleskoobi suurenduse?

Kaalutavad ennustused

• Lühem okulaar annab madalama suurenduse.
• Okulaari fookuskaugus ei mõjuta suurendust.
• Kõrgema — suurendus on objektiivi ja okulaari fookuskauguste suhe, seega okulaari fookuskauguse kahanemine suurendab suhet.

Muutujate rollid

Mida sina sead:

• Okulaari fookuskaugus f_e (cm)

Mida sa mõõdad:

• Nurksuurendus M

Kuidas uurimustöö käib

1. Ava teleskoobi eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Objektiivil on f = 100 cm; kaks läätse on eraldatud oma kombineeritud fookuskauguste võrra (afokaalne tingimus).
2. Lülita sisse nurgelise suurenduse näit.
3. Sea iga katse jaoks okulaari fookuskaugus (objektiiv fikseeritud f = 100 cm) ja kirjuta üles tulev suurendus.

Juhtiv võrrand

Teleskoobi nurksuurendus — M = −f_o/f_e

Afokaalse Kepleri teleskoobi nurgeline suurendus on M = −f_o/f_e, objektiivi fookuskauguse suhe okulaari omaga. Pikem objektiiv või lühem okulaar mõlemad suurendavad suurendust.

Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib

• Arvuta ühes katses M = −f_o/f_e, kasutades f_o = 100 cm. Võrdle tabeliga.
• Selgita, miks suurendus on negatiivne (tagurpidi kujutis, lihtsa Kepleri teleskoobi tüüpiline) ja miks lühem okulaari fookuskaugus suurendab M-i magnituudi.

Kus see laborist kaugemale ilmneb

• Erinevalt okulaarist (kes määrab suurenduse) määrab OBJEKTIIVI läätse läbimõõt (pole näidatud selles ainult-fookuskauguse mudelis), kui palju valgust teleskoop kogub ja tema lõpliku eristusvõime. Selgita, miks astronoomid hoolivad teleskoobi avast (objektiivi läbimõõt) rohkem kui tema suurendusest üksi.
• „Afokaalne“ tähendab, et rööpseline valgus sisse annab rööpselise valguse välja — teleskoobil endal pole üht kogu fookuskaugust, erinevalt kaameraobjektiivist või luubist. Selgita, miks see disain on ideaalne väga kaugel (sisuliselt lõpmatuses) objektide vaatamiseks lõdvestunud silmaga.

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

1. Tere tulemast teleskoobi juurde
2. Vali objektiivlääts
3. Vajuta Esita
4. Kaugesemete nurksuurus
5. Ava Omaduste paneel
6. Said hakkama!

Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.

Ava interaktiivne labor →

Laadi tööleht alla →

Õhese läätse võrrand