Optika

Astronomski teleskop

Afokalne leće razmaknute su za f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece je kutno povećanje za udaljeni objekt, dok slika bližeg objekta na stolu pokazuje bočno povećanje f_eyepiece/f_objective.

Astronomski teleskop — interaktivna simulacija: Optika. Afokalne leće razmaknute su za f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece je kutno povećanje za udaljeni objekt, dok slika bližeg objekta na stolu pokazuje bočno povećanje f_eyepiece/f_objective. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Astronomski teleskop

Afokalni teleskop razdvaja leće za f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece.

Žarišna ravnina objektiva podudara se sa žarišnom ravninom okulara, pa je razmak leća f_objective + f_eyepiece, a paralelni ulaz izlazi paralelno. Kutno povećanje je omjer žarišnih duljina; negativan predznak označava inverziju.

• M = −f_obj/f_eye
• Kutno povećanje

Sažetak istraživanja

Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij

Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.

Središnje pitanje

Afokalni (Keplerov) teleskop smješta objektiv i okular tako da im se žarišta poklapaju — paralelna svjetlost ulazi, paralelna izlazi. Daje kraća žarišna duljina okulara veće ili manje povećanje teleskopa?

Predviđanja za odvagnuti

• Kraći okular daje manje povećanje.
• Žarišna duljina okulara ne utječe na povećanje.
• Veće — povećanje je omjer žarišne duljine objektiva i okulara, pa smanjenje žarišne duljine okulara povećava omjer.

Uloge varijabli

Što postavljaš:

• Žarišna duljina okulara f_e (cm)

Što mjeriš:

• Kutno povećanje M

Kako istraživanje teče

1. Otvori postav telescope i pritisni Resetiraj. Objektiv ima f = 100 cm; dvije leće razdvojene su zbrojem svojih žarišnih duljina (afokalni uvjet).
2. Omogući očitanje kutnog povećanja.
3. Postavi žarišnu duljinu okulara za svaki pokušaj (objektiv fiksan na f = 100 cm) i zabilježi rezultirajuće povećanje.

Odgovarajuća jednadžba

Kutno povećanje teleskopa — M = −f_o/f_e

Kutno povećanje afokalnog Keplerovog teleskopa jest M = −f_o/f_e, omjer žarišne duljine objektiva prema okularu. Duži objektiv ili kraći okular oba povećavaju povećanje.

Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade

• Za jedan pokušaj izračunaj M = −f_o/f_e koristeći f_o = 100 cm. Usporedi s tablicom.
• Objasni zašto je povećanje negativno (obrnuta slika, tipično za jednostavni Keplerov teleskop) i zašto kraća žarišna duljina okulara povećava iznos M.

Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija

• Za razliku od okulara (koji postavlja povećanje), promjer OBJEKTIVA leće (ne prikazan u ovom modelu samo žarišnih duljina) određuje koliko svjetlosti teleskop skuplja i njegovu konačnu moć razlučivanja. Objasni zašto astronomima više stoji do aperture teleskopa (promjer objektiva) nego samo povećanje.
• „Afokalno“ znači paralelna svjetlost ulazi daje paralelnu svjetlost van — teleskop nema vlastitu jedinstvenu ukupnu žarišnu duljinu, za razliku od objektiva kamere ili povećala. Objasni zašto je ovaj dizajn idealan za gledanje vrlo udaljenih objekata (učinkovito u beskonačnosti) opuštenim okom.

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

1. Dobro došli u teleskop
2. Odaberi objektiv
3. Pritisni Pokreni
4. Kutna veličina udaljenih objekata
5. Otvori ploču Svojstva
6. Uspjelo ti je!

Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Otvori interaktivni laboratorij →

Preuzmi radni list →

Jednadžba tanke leće