ทัศนศาสตร์
กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์
เลนส์แบบอโฟคัลแยกห่างกันด้วยระยะ f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece คือกำลังขยายเชิงมุมสำหรับวัตถุที่อยู่ไกล ในขณะที่ภาพบนโต๊ะทดลองของวัตถุใกล้แสดงกำลังขยายด้านข้าง f_eyepiece/f_objective
กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ — การจำลองทัศนศาสตร์แบบโต้ตอบ เลนส์แบบอโฟคัลแยกห่างกันด้วยระยะ f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece คือกำลังขยายเชิงมุมสำหรับวัตถุที่อยู่ไกล ในขณะที่ภาพบนโต๊ะทดลองของวัตถุใกล้แสดงกำลังขยายด้านข้าง f_eyepiece/f_objective ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์
กล้องโทรทรรศน์แบบไม่มีจุดโฟกัส (afocal) แยกเลนส์ทั้งสองด้วยระยะ f_objective + f_eyepiece; M = −f_objective/f_eyepiece
ระนาบโฟกัสของเลนส์วัตถุตรงกับระนาบโฟกัสของเลนส์ตา ดังนั้นระยะห่างของเลนส์คือ f_objective + f_eyepiece และอินพุตขนานยังคงขนาน กำลังขยายเชิงมุมคืออัตราส่วนระยะโฟกัส เครื่องหมายลบของมันบ่งบอกการกลับหัว
- M = −f_obj/f_eye
- กำลังขยายเชิงมุม
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
กล้องโทรทรรศน์อะโฟคัล (เคพเลอร์) วางเลนส์วัตถุกับเลนส์ตาให้จุดโฟกัสตรงกัน — แสงขนานเข้า แสงขนานออก ระยะโฟกัสเลนส์ตาที่สั้นกว่าให้กำลังขยายกล้องสูงกว่าหรือต่ำกว่า
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- เลนส์ตาสั้นกว่าให้กำลังขยายต่ำกว่า
- ระยะโฟกัสเลนส์ตาไม่กระทบกำลังขยาย
- สูงกว่า — กำลังขยายคืออัตราส่วนระยะโฟกัสเลนส์วัตถุต่อเลนส์ตา ลดระยะโฟกัสเลนส์ตาจึงเพิ่มอัตราส่วน
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ระยะโฟกัสเลนส์ตา f_e (cm)
สิ่งที่คุณวัด:
- กำลังขยายเชิงมุม M
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดพรีเซ็ท telescope แล้วกดรีเซ็ต เลนส์วัตถุ f = 100 cm เลนส์ทั้งสองห่างกันเท่ากับผลรวมระยะโฟกัส (เงื่อนไขไร้โฟกัส)
- เปิดค่าแสดงกำลังขยายเชิงมุม
- ตั้งระยะโฟกัสของเลนส์ตาแต่ละรอบ (เลนส์วัตถุคงที่ f = 100 cm) แล้วบันทึกการขยายที่ได้
สมการควบคุม
กำลังขยายเชิงมุมกล้องโทรทรรศน์ — M = −f_o/f_e
การขยายเชิงมุมของกล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์แบบไร้โฟกัสคือ M = −f_o/f_e คืออัตราส่วนระยะโฟกัสเลนส์วัตถุต่อเลนส์ตา เลนส์วัตถุที่ยาวขึ้นหรือเลนส์ตาที่สั้นลงล้วนเพิ่มการขยาย
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ M = −f_o/f_e โดยใช้ f_o = 100 cm เทียบกับตาราง
- อธิบายว่าเหตุใดกำลังขยายจึงติดลบ (ภาพกลับหัว ปกติของกล้องโทรทรรศน์เคพเลอร์แบบง่าย) และเหตุใดระยะโฟกัสเลนส์ตาที่สั้นกว่าจึงเพิ่มขนาดของ M
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- ต่างจากเลนส์ตา (ที่กำหนดกำลังขยาย) เส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์วัตถุ (ไม่แสดงในแบบจำลองเฉพาะระยะโฟกัสนี้) กำหนดว่ากล้องเก็บแสงได้มากเพียงใดและกำลังแยกขั้นสุดท้าย อธิบายว่าเหตุใดนักดาราศาสตร์จึงสนใจรูรับแสง (เส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์วัตถุ) มากกว่ากำลังขยายเพียงลำพัง
- “อะโฟคัล” หมายถึงแสงขนานเข้าให้แสงขนานออก — กล้องไม่มีระยะโฟกัสรวมของตัวเอง ต่างจากเลนส์กล้องหรือแว่นขยาย อธิบายว่าเหตุในแบบนี้จึงเหมาะกับการดูวัตถุไกลมาก (ถือว่าอยู่อนันต์) ด้วยตาที่คลายตัว
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- ยินดีต้อนรับสู่ กล้องโทรทรรศน์
- เลือกเลนส์วัตถุ
- กดเล่น
- ขนาดเชิงมุมของวัตถุที่อยู่ไกล
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- คุณทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ