Афокальный телескоп: две линзы без суммарной фокусировки

1 · Прогноз

Афокальный (кеплеровский) телескоп ставит объектив и окуляр так, что их фокусы совпадают — параллельный свет на входе, параллельный на выходе. Более короткий фокус окуляра даёт более высокое или низкое увеличение телескопа?

• Более короткий окуляр даёт меньшее увеличение.
• Фокус окуляра не влияет на увеличение.
• Более высокое — увеличение есть отношение фокусов объектива и окуляра, поэтому укорочение окуляра увеличивает отношение.

2 · Подготовка

1. Откройте пресет telescope и нажмите «Сброс». У объектива f = 100 см; линзы раздвинуты на сумму их фокусных расстояний (афокальное условие).
2. Включите показание углового увеличения.
3. Задайте фокусное расстояние окуляра для каждой пробы (объектив зафиксирован на f = 100 см) и запишите полученное увеличение.

3 · Сбор данных

Постройте M (ось y) против 1/f_e (ось x) для трёх проб.

4 · Анализ

1. Для одной пробы вычислите M = −f_o/f_e при f_o = 100 см. Сравните с таблицей.
2. Объясните, почему увеличение отрицательно (перевёрнутое изображение, типичное для простого кеплеровского телескопа) и почему более короткий фокус окуляра увеличивает модуль M.

5 · Развитие

1. В отличие от окуляра (задающего увеличение), диаметр ОБЪЕКТИВА (не показанный в этой только-фокусной модели) определяет, сколько света собирает телескоп, и его предельную разрешающую силу. Объясните, почему астрономов больше волнует апертура телескопа, чем одно увеличение.
2. «Афокальный» значит: параллельный свет на входе даёт параллельный на выходе — у телескопа нет собственного суммарного фокусного расстояния, в отличие от объектива камеры или лупы. Объясните, почему этот дизайн идеален для рассматривания очень далёких (фактически бесконечно удалённых) предметов расслабленным глазом.

Физика этого эксперимента

← Вернуться к эксперименту