Afokalni teleskop: dvije leće, bez neto fokusiranja
1 · Predviđanje
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?
- 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.
2 · Postava
- Otvori postav telescope i pritisni Resetiraj. Objektiv ima f = 100 cm; dvije leće razdvojene su zbrojem svojih žarišnih duljina (afokalni uvjet).
- Omogući očitanje kutnog povećanja.
- Postavi žarišnu duljinu okulara za svaki pokušaj (objektiv fiksan na f = 100 cm) i zabilježi rezultirajuće povećanje.
3 · Prikupljanje podataka
| Žarišna duljina okulara f_e (cm) | Kutno povećanje M |
|---|---|
| 10.00 | |
| 20.00 | |
| 30.00 |
Nacrtaj M (y-os) naspram 1/f_e (x-os) za svoja tri pokušaja.
4 · Analiza
- 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.
5 · Proširenje
- 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.
Fizika iza ovog pokusa
Kutno povećanje teleskopa
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.
Optika
- Sabirna leća: stvarne slike izvan 2f
- Žarište: kamo slike bježe u beskonačnost
- Leća kao povećalo
- Rasipna leća: uvijek nestvarna, uvijek umanjena
- Udubljeno zrcalo: stvarne slike poput sabirne leće
- Ispupčeno zrcalo: uvijek umanjena nestvarna slika
- Ravno zrcalo: poseban, nepromjenjiv slučaj
- Prividna dubina: zašto bazen izgleda pliće nego što jest
- Totalna refleksija: granični kut
- Prijenos s dvije leće: ulančavanje slika
- Složeni mikroskop: dvije leće za veliko povećanje
- Fotografski povećavač: dvije leće za stvarnu, veću sliku