اپتیک
تلسکوپ نجومی
عدسیهای بیکانون با f_شیئی + f_چشمی جدا میشوند؛ M = −f_شیئی/f_چشمی بزرگنمایی زاویهای برای جسم دور است، در حالی که تصویر رویمیزکار جسم نزدیک بزرگنمایی جانبی f_چشمی/f_شیئی را نشان میدهد.
تلسکوپ نجومی — شبیهسازی تعاملی اپتیک. عدسیهای بیکانون با f_شیئی + f_چشمی جدا میشوند؛ M = −f_شیئی/f_چشمی بزرگنمایی زاویهای برای جسم دور است، در حالی که تصویر رویمیزکار جسم نزدیک بزرگنمایی جانبی f_چشمی/f_شیئی را نشان میدهد. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
تلسکوپ نجومی
تلسکوپ بیکانون عدسیهایش را با f_شیئی + f_چشمی جدا میکند؛ M = −f_شیئی/f_چشمی.
صفحهٔ کانونی عدسی شیئی با صفحهٔ کانونی چشمی همپوشان است، پس فاصلهٔ عدسیها f_شیئی + f_چشمی است و ورودی موازی، موازی خارج میشود. بزرگنمایی زاویهای نسبت طولهای کانونی است؛ علامت منفیاش وارونگی را نشان میدهد.
- M = −f_obj/f_eye
- بزرگنمایی زاویهای
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
تلسکوپ بیکانون (کپلری) شیئی و عینکیاش را چنان میچیند که نقاط کانونیشان منطبق شوند — نور موازی وارد، نور موازی خارج. آیا فاصلهٔ کانونی کوتاهتر عینکی، بزرگنمایی تلسکوپ را بالاتر یا پایینتر میبرد؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- عینکی کوتاهکانونیتر بزرگنمایی کمتری میدهد.
- فاصلهٔ کانونی عینکی بر بزرگنمایی اثر ندارد.
- بالاتر — بزرگنمایی نسبت فاصلهٔ کانونی شیئی به عینکی است، پس کوچککردن کانونی عینکی نسبت را زیاد میکند.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- طول کانونی چشمی f_e (cm)
آنچه اندازه میگیرید:
- بزرگنمایی زاویهای M
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیمی telescope را باز کنید و Reset را بفشارید. عدسی شیئی f = 100 cm دارد؛ دو عدسی بهاندازهٔ مجموع طولهای کانونیشان جدا شدهاند (شرط بیکانون).
- قرائت بزرگنمایی زاویهای را فعال کنید.
- طول کانونی چشمی را برای هر آزمایش تنظیم کنید (شیئی روی f = 100 cm ثابت) و بزرگنمایی حاصل را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
بزرگنمایی زاویهای تلسکوپ — M = −f_o/f_e
بزرگنمایی زاویهای تلسکوپ کپلریِ بیکانون برابر M = −f_o/f_e است؛ نسبت طول کانونی شیئی به چشمی. شیئی بلندتر یا چشمی کوتاهتر هر دو بزرگنمایی را زیاد میکنند.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، M = −f_o/f_e را با f_o = 100 cm حساب کنید. با جدول مقایسه کنید.
- توضیح دهید چرا بزرگنمایی منفی است (تصویر وارونه، معمول تلسکوپ سادهٔ کپلری) و چرا فاصلهٔ کانونی کوتاهتر عینکی، قدر مطلق M را زیاد میکند.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- برخلاف عینکی (که بزرگنمایی را تعیین میکند)، قطر عدسی «شیئی» (که در این مدلِ فقط-کانونی نشان داده نمیشود) تعیین میکند تلسکوپ چقدر نور جمع میکند و قدرت تفکیک نهاییش چیست. توضیح دهید چرا منجمان بیشتر از بزرگنمایی، اهمیت دهانهٔ تلسکوپ (قطر شیئی) را مهم میشمارند.
- «بیکانون» یعنی نور موازی وارد، نور موازی خارج — خود تلسکوپ برخلاف عدسی دوربین یا ذرهبین فاصلهٔ کانونی کلی ندارد. توضیح دهید چرا این طراحی برای دیدن اجسام بسیار دور (عملاً در بینهایت) با چشم آراس ایدهآل است.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- به تلسکوپ خوش آمدید
- انتخاب عدسی شیئی
- Play را بفشارید
- اندازهٔ زاویهای اجسام دور
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.