Optika

Astronomski teleskop

Afokalne leče so razmaknjene za f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece je kotna povečava za oddaljen predmet, slika bližnjega predmeta na mizi pa kaže prečno povečavo f_eyepiece/f_objective.

Astronomski teleskop — interaktivna simulacija Optika. Afokalne leče so razmaknjene za f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece je kotna povečava za oddaljen predmet, slika bližnjega predmeta na mizi pa kaže prečno povečavo f_eyepiece/f_objective. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.

Astronomski teleskop

Afokalni teleskop loči leči za f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece.

Goriščna ravnina objektiva sovpada z goriščno ravnino okularja, zato je ločitev leč f_objective + f_eyepiece in vzporeden vhod izhaja vzporedno. Kotna povečava je razmerje goriščnih razdalj; negativen predznak pomeni obrat.

• M = −f_obj/f_eye
• Kotna povečava

Oris preiskave

Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij

Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.

Vodilno vprašanje

Afokalni (Keplerjev) teleskop postavlja svoj objektiv in okular tako, da se njuni gorišči prekrivata — vzporedna svetloba noter, vzporedna svetloba ven. Ali krajša goriščna razdalja okularja da višjo ali nižjo povečavo teleskopa?

Predvidevanja za pretehtanje

• Krajši okular da nižjo povečavo.
• Goriščna razdalja okularja ne vpliva na povečavo.
• Višjo — povečava je razmerje goriščnih razdalj objektiva in okularja, zato krčenje goriščne razdalje okularja poveča razmerje.

Vloge spremenljivk

Kaj nastaviš:

• Goriščna razdalja okularja f_e (cm)

Kaj izmeriš:

• Kotna povečava M

Kako poteka preiskava

1. Odpri prednastavitev telescope in pritisni Ponastavi. Objektiv ima f = 100 cm; leči sta ločeni za vsoti svojih goriščnih razdalj (afokalni pogoj).
2. Omogoči odčitek kotne povečave.
3. Nastavi goriščno razdaljo okularja za vsak poskus (objektiv fiksen pri f = 100 cm) in zabeleži nastalo povečavo.

Vodilna enačba

Kotna povečava teleskopa — M = −f_o/f_e

Kotna povečava afokalnega Keplerjevega teleskopa je M = −f_o/f_e, razmerje goriščne razdalje objektiva proti okularju. Daljši objektiv ali krajši okular oba povečata povečavo.

Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati

• Za en poskus izračunaj M = −f_o/f_e s f_o = 100 cm. Primerjaj s tabelo.
• Razloži, zakaj je povečava negativna (obrnjena slika, tipično za preprost Keplerjev teleskop) in zakaj krajša goriščna razdalja okularja poveča magnitudo M.

Kje se to pokaže onkraj laboratorija

• Za razliko od okularja (ki določa povečavo) PREMER objektiva (ni prikazan v tem modelu samo z goriščnimi razdaljami) določa, koliko svetlobe teleskop zbere, in njegovo končno ločilno moč. Razloži, zakaj astronome bolj skrbi odprtina teleskopa (premer objektiva) kot sama povečava.
• „Afokalen“ pomeni, da vzporedna svetloba noter proizvede vzporedno svetlobo ven — teleskop sam nima ene same skupne goriščne razdalje, za razliko od objektiva kamere ali povečevalnega stekla. Razloži, zakaj je ta zasnova idealna za gledanje zelo oddaljenih predmetov (učinkovito v neskončnosti) s sproščenim očesom.

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

1. Dobrodošli pri teleskopu
2. Izberi objektiv
3. Pritisni Predvajaj
4. Kotna velikost oddaljenih predmetov
5. Odpri ploščo Lastnosti
6. Uspelo ti je!

Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.

Odpri interaktivni laboratorij →

Prenesi delovni list →

Enačba tanke leče