Optika

Astronomiskais teleskops

Afokālas lēcas ir šķirtas ar f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece ir leņķiskais palielinājums tālam priekšmetam, bet tuva priekšmeta tēls uz galda rāda šķērsenisko palielinājumu f_eyepiece/f_objective.

Astronomiskais teleskops — interaktīva Optika simulācija. Afokālas lēcas ir šķirtas ar f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece ir leņķiskais palielinājums tālam priekšmetam, bet tuva priekšmeta tēls uz galda rāda šķērsenisko palielinājumu f_eyepiece/f_objective. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Astronomiskais teleskops

Afokāls teleskops šķir lēcas ar f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece.

Objektīva fokusa plakne sakrīt ar okulāra fokusa plakni, tāpēc lēcu atstatums ir f_objective + f_eyepiece, un paralēla ieeja iziet paralēli. Leņķiskais palielinājums ir fokusa attālumu attiecība; tā negatīvā zīme apzīmē apgrieztību.

• M = −f_obj/f_eye
• Leņķiskais palielinājums

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Afokālais (Keplera) teleskops novieto savu objektīvu un okulāru tā, ka to fokusi sakrīt — paralēla gaisma iekšā, paralēla gaisma ārā. Vai īsāks okulāra fokusa attālums dod augstāku vai zemāku teleskopa palielinājumu?

Prognozes, ko svērt

• Īsāks okulārs dod zemāku palielinājumu.
• Okulāra fokusa attālums neietekmē palielinājumu.
• Augstāku — palielinājums ir objektīva pret okulāra fokusa attālumu attiecība, tāpēc okulāra fokusa attāluma sarukšana palielina attiecību.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Okulāra fokusa attālums f_e (cm)

Ko tu mēri:

• Leņķiskais palielinājums M

Kā izpēte norit

1. Atver teleskopa eksperimentu un nospied Atiestatīt. Objektīvam ir f = 100 cm; abas lēcas ir šķirtas ar savu fokusa attālumu summu (afokālais nosacījums).
2. Ieslēdz leņķiskā palielinājuma rādījumu.
3. Iestati okulāra fokusa attālumu katram mēģinājumam (objektīvs fiksēts f = 100 cm) un ieraksti iegūto palielinājumu.

Noteicošais vienādojums

Teleskopa leņķiskais palielinājums — M = −f_o/f_e

Afokāla Keplera teleskopa leņķiskais palielinājums ir M = −f_o/f_e, objektīva fokusa attāluma attiecība pret okulāra. Garāks objektīvs vai īsāks okulārs abi palielina palielinājumu.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini M = −f_o/f_e ar f_o = 100 cm. Salīdzini ar tabulu.
• Izskaidro, kāpēc palielinājums ir negatīvs (apgriezts tēls, tipisks vienkāršam Keplera teleskopam) un kāpēc īsāks okulāra fokusa attālums palielina M lielumu.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Atšķirībā no okulāra (kas nosaka palielinājumu), OBJEKTĪVA lēcas diametrs (nerādīts šajā tikai-fokusa modelī) nosaka, cik daudz gaismas teleskops savāc un tā galējo izšķirtspēju. Izskaidro, kāpēc astronomiem vairāk rūp teleskopa atvere (objektīva diametrs) nekā tikai tā palielinājums.
• „Afokāls” nozīmē paralēla gaisma iekšā rada paralēlu gaismu ārā — teleskopam pašam nav viena kopējā fokusa attāluma, atšķirībā no kameras lēcas vai palielināmā stikla. Izskaidro, kāpēc šis dizains ir ideāls ļoti tālu priekšmetu (būtībā bezgalībā) skatīšanai ar atslābinātu aci.

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

1. Sveicināts teleskopa eksperimentā
2. Atlasīts objektīva lēcu
3. Nospied „Atskaņot”
4. Tālo priekšmetu leņķiskais izmērs
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Plānās lēcas vienādojums