Az afokális távcső: két lencse, nettó fókuszálás nélkül
1 · Jóslás
Az afokális (Kepler-féle) távcső úgy helyezi el objektívjét és okulárját, hogy gyújtópontjaik egybeessenek — párhuzamos fény be, párhuzamos fény ki. A rövidebb okulár-gyújtótávolság magasabb vagy alacsonyabb távcső-nagytítást ad?
- A rövidebb okulár alacsonyabb nagytítást ad.
- Az okulár gyújtótávolsága nem befolyásolja a nagytítást.
- Magasabbat — a nagytítás az objektív és okulár gyújtótávolságának aránya, tehát az okulár gyújtótávolságának zsugorítása növeli az arányt.
2 · Előkészítés
- Nyisd meg a telescope előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Az objektív f = 100 cm; a két lencse az egyesített gyújtótávolságukra van egymástól (afokális feltétel).
- Engedélyezd a szögnagyítás-kijelzőt.
- Állítsd be az okulár gyújtótávolságát minden mérésnél (objektív rögzítve f = 100 cm), és rögzítsd az eredő nagytítást.
3 · Adatgyűjtés
| Okulár gyújtótávolsága f_e (cm) | Szögnagyítás M |
|---|---|
| 10.00 | |
| 20.00 | |
| 30.00 |
Ábrázold az M-et (y-tengely) az 1/f_e-tel (x-tengely) szemben a három mérésedhez.
4 · Elemzés
- Egy mérésnél számítsd ki az M = −f_o/f_e f_o = 100 cm használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
- Magyarázd meg, miért negatív a nagytítás (fordított állású kép, az egyszerű Kepler-távcsőre jellemző), és miért növeli a rövidebb okulár-gyújtótávolság az M abszolútértékét.
5 · Kiterjesztés
- Az okulártól eltérően (amely a nagytítást adja) az OBJEKTÍV lencse átmérője (amely ebben a csak gyújtótávolságú modellben nem látszik) határozza meg, mennyi fényt gyűjt a távcső, és a végső felbontóképességét. Magyarázd meg, miért törődik a csillagász jobban a távcső nyílásával (objektív átmérő), mint önmagában a nagytításával.
- Az „afokális” azt jelenti, párhuzamos fény be, párhuzamos fény ki — a távcsőnek nincs saját, egyetlen teljes gyújtótávolsága, a fényképezőgép-lencsétől vagy nagyítótól eltérően. Magyarázd meg, miért ideális ez a kialakítás nagyon távoli (gyakorlatilag a végtelenben lévő) tárgyak lazult szemmel való látásához.
A fizika a kísérlet mögött
Távcső szögnagyítása
Az afokális Kepler-távcső szögnagyítása M = −f_o/f_e, az objektív gyújtótávolságának aránya az okuláréhoz. A hosszabb objektív vagy a rövidebb okulár egyaránt növeli a nagytítást.
Optika
- Gyűjtőlencse: valós képek 2f-en túl
- A gyújtópont: ahová a képek a végtelenbe menekülnek
- Lencse mint nagyító
- Szórólencse: mindig látszólagos, mindig kicsinyített
- Homorú tükör: valós képek, mint a gyűjtőlencsénél
- Domború tükör: mindig kicsinyített látszólagos kép
- A síktükör: különleges, invariáns eset
- Látszólagos mélység: miért tűnik sekélyebbnek egy medence, mint amilyen
- Teljes visszaverődés: a határszög
- Kétlencsés relé: képek láncba fűzése
- Az összetett mikroszkóp: két lencse nagy nagytításhoz
- Fotónagyító: két lencse valós, nagyobb képhez