アフォーカル望遠鏡:正味の焦点合わせなし
1 · 予測
ケプラー式望遠鏡は対物と接眼の焦点を一致させ、平行光を入れて平行光を出します。短い接眼焦点距離は倍率を高くするか低くするでしょうか?
- 短い接眼は低倍率です。
- 接眼焦点距離は倍率に影響しません。
- 高くなります。倍率は対物焦点距離と接眼焦点距離の比なので接眼を短くすると増えます。
2 · 準備
- telescope プリセットを開いて Reset を押します。対物 f = 100 cm、レンズ間隔は合成焦点距離です。
- 角倍率読み出しを有効にします。
- 対物を固定し接眼焦点距離を設定して倍率を記録します。
3 · データ収集
| 接眼焦点距離 f_e (cm) | 角倍率 M |
|---|---|
| 10.00 | |
| 20.00 | |
| 30.00 |
3回の試行について M(縦軸)を1/f_e(横軸)に対してプロットします。
4 · 分析
- f_o = 100 cm を用いて M = −f_o/f_e を計算し表と比較します。
- 倍率が負(倒立像)で、接眼を短くすると |M| が増える理由を説明します。
5 · 発展
- 倍率を決める接眼と違い、対物径は集光量と分解能を決めます。天文学者が倍率だけでなく開口を重視する理由を説明します。
- アフォーカルは平行光を入れて平行光を出し、カメラのような単一焦点距離を持たない意味です。無限遠の物体をリラックス眼で見るのに適する理由を説明します。
この実験の物理
望遠鏡の角倍率
アフォーカル・ケプラー望遠鏡の角倍率は M = −f_o/f_e で、長い対物または短い接眼ほど倍率が高くなります。