Optika

Astronomický teleskop

Afokálne šošovky sú oddelené o f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece je uhlové zväčšenie pre vzdialený predmet, pričom obraz na lavici blízkeho predmetu ukazuje priečne zväčšenie f_eyepiece/f_objective.

Astronomický teleskop — interaktívna simulácia Optika. Afokálne šošovky sú oddelené o f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece je uhlové zväčšenie pre vzdialený predmet, pričom obraz na lavici blízkeho predmetu ukazuje priečne zväčšenie f_eyepiece/f_objective. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.

Astronomický teleskop

Afokálny teleskop oddeľuje šošovky o f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece.

Ohnisková rovina objektívu splýva s ohniskovou rovinou okuláru, takže rozostup šošoviek je f_objective + f_eyepiece a rovnobežný vstup vychádza rovnobežne. Uhlové zväčšenie je pomer ohniskových vzdialeností; záporné znamienko označuje prevrátenie.

• M = −f_obj/f_eye
• Uhlové zväčšenie

Prehľad skúmania

Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória

Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.

Hlavná otázka

Afokálny (Keplerov) teleskop umiestňuje svoj objektív a okulár tak, že ich ohniská splývajú — rovnobežné svetlo dnu, rovnobežné svetlo von. Dáva kratšia ohnisková vzdialenosť okuláru vyššie alebo nižšie zväčšenie teleskopu?

Predikcie na zváženie

• Kratší okulár dáva nižšie zväčšenie.
• Ohnisková vzdialenosť okuláru neovplyvňuje zväčšenie.
• Vyššie — zväčšenie je pomer ohniskovej vzdialenosti objektívu k okuláru, takže zmenšenie ohniska okuláru zvyšuje pomer.

Úlohy premenných

Čo nastavuješ:

• Ohnisková vzdialenosť okuláru f_e (cm)

Čo meriaš:

• Uhlové zväčšenie M

Ako skúmanie prebieha

1. Otvor predvolbu teleskop a stlač Resetovať. Objektív má f = 100 cm; dve šošovky sú oddelené svojimi spojenými ohniskovými vzdialenosťami (afokálna podmienka).
2. Zapni odčítanie uhlového zväčšenia.
3. Nastav ohniskovú vzdialenosť okuláru pre každý pokus (objektív pevne na f = 100 cm) a zaznamenaj výsledné zväčšenie.

Riadiaca rovnica

Uhlové zväčšenie teleskopu — M = −f_o/f_e

Uhlové zväčšenie afokálneho Keplerovho teleskopu je M = −f_o/f_e, pomer ohniskovej vzdialenosti objektívu k okuláru. Dlhší objektív alebo kratší okulár obe zvyšujú zväčšenie.

Čo má študentov naučiť tlačiteľný list

• Pre jeden pokus vypočítaj M = −f_o/f_e s f_o = 100 cm. Porovnaj s tabuľkou.
• Vysvetli, prečo zväčšenie je záporné (prevrátený obraz, typické pre jednoduchý Keplerov teleskop) a prečo kratšia ohnisková vzdialenosť okuláru zvyšuje veľkosť M.

Kde sa to objavuje mimo laboratória

• Na rozdiel od okuláru (ktorý určuje zväčšenie) priemer OBJEKTÍVU (nezobrazený v tomto modeli len s ohniskami) určuje, koľko svetla teleskop zachytí a jeho konečnú rozlišovaciu schopnosť. Vysvetli, prečo astronómovia starajú viac o apertúru teleskopu (priemer objektívu) než o samotné zväčšenie.
• „Afokálny“ znamená, že rovnobežné svetlo dnu produkuje rovnobežné svetlo von — teleskop nemá sám žiadne jediné celkové ohnisko, na rozdiel od objektívu fotoaparátu alebo lupy. Vysvetli, prečo tento dizajn je ideálny na pozeranie veľmi vzdialených objektov (efektívne v nekonečne) uvoľneným okom.

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

1. Vitaj pri teleskope
2. Vyber objektív
3. Stlač Prehrať
4. Uhlová veľkosť vzdialených predmetov
5. Otvor panel Vlastnosti
6. Zvládol si to!

Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.

Otvoriť interaktívne laboratórium →

Stiahnuť pracovný list →

Rovnica tenkej šošovky