Afokalni teleskop: dve leči, brez neto ostrenja
1 · Predvidi
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?
- 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.
2 · Pripravi
- Odpri prednastavitev telescope in pritisni Ponastavi. Objektiv ima f = 100 cm; leči sta ločeni za vsoti svojih goriščnih razdalj (afokalni pogoj).
- Omogoči odčitek kotne povečave.
- Nastavi goriščno razdaljo okularja za vsak poskus (objektiv fiksen pri f = 100 cm) in zabeleži nastalo povečavo.
3 · Zberi podatke
| Goriščna razdalja okularja f_e (cm) | Kotna povečava M |
|---|---|
| 10.00 | |
| 20.00 | |
| 30.00 |
Nariši M (os y) proti 1/f_e (os x) za svoje tri poskuse.
4 · Analiziraj
- 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.
5 · Razširi
- 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.
Fizika za tem poskusom
Kotna povečava teleskopa
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.
Optika
- Zbiralna leča: realne slike onkraj 2f
- Gorišče: kam slike pobegnejo v neskončnost
- Leča kot povečevalno steklo
- Razpršilna leča: vedno navidezna, vedno pomanjšana
- Vdolbeno zrcalo: realne slike kot pri zbiralni leči
- Izbočeno zrcalo: vedno pomanjšana navidezna slika
- Ravno zrcalo: poseben, invarianten primer
- Navidezna globina: zakaj bazen izgleda plitvejši, kot je
- Popolni notranji odboj: mejni kot
- Dvolečni rele: verženje slik skupaj
- Sestavljeni mikroskop: dve leči za visoko povečavo
- Fotografski povečevalnik: dve leči za realno, večjo sliko