กล้องโทรทรรศน์อะโฟคัล สองเลนส์ไม่โฟกังสุทธิ

1 · ทำนาย

กล้องโทรทรรศน์อะโฟคัล (เคพเลอร์) วางเลนส์วัตถุกับเลนส์ตาให้จุดโฟกัสตรงกัน — แสงขนานเข้า แสงขนานออก ระยะโฟกัสเลนส์ตาที่สั้นกว่าให้กำลังขยายกล้องสูงกว่าหรือต่ำกว่า

• เลนส์ตาสั้นกว่าให้กำลังขยายต่ำกว่า
• ระยะโฟกัสเลนส์ตาไม่กระทบกำลังขยาย
• สูงกว่า — กำลังขยายคืออัตราส่วนระยะโฟกัสเลนส์วัตถุต่อเลนส์ตา ลดระยะโฟกัสเลนส์ตาจึงเพิ่มอัตราส่วน

2 · จัดเตรียม

1. เปิดพรีเซ็ท telescope แล้วกดรีเซ็ต เลนส์วัตถุ f = 100 cm เลนส์ทั้งสองห่างกันเท่ากับผลรวมระยะโฟกัส (เงื่อนไขไร้โฟกัส)
2. เปิดค่าแสดงกำลังขยายเชิงมุม
3. ตั้งระยะโฟกัสของเลนส์ตาแต่ละรอบ (เลนส์วัตถุคงที่ f = 100 cm) แล้วบันทึกการขยายที่ได้

3 · เก็บข้อมูล

พล็อต M (แกน y) กับ 1/f_e (แกน x) จากสามรอบการทดลอง

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ M = −f_o/f_e โดยใช้ f_o = 100 cm เทียบกับตาราง
2. อธิบายว่าเหตุใดกำลังขยายจึงติดลบ (ภาพกลับหัว ปกติของกล้องโทรทรรศน์เคพเลอร์แบบง่าย) และเหตุใดระยะโฟกัสเลนส์ตาที่สั้นกว่าจึงเพิ่มขนาดของ M

5 · ต่อยอด

1. ต่างจากเลนส์ตา (ที่กำหนดกำลังขยาย) เส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์วัตถุ (ไม่แสดงในแบบจำลองเฉพาะระยะโฟกัสนี้) กำหนดว่ากล้องเก็บแสงได้มากเพียงใดและกำลังแยกขั้นสุดท้าย อธิบายว่าเหตุใดนักดาราศาสตร์จึงสนใจรูรับแสง (เส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์วัตถุ) มากกว่ากำลังขยายเพียงลำพัง
2. “อะโฟคัล” หมายถึงแสงขนานเข้าให้แสงขนานออก — กล้องไม่มีระยะโฟกัสรวมของตัวเอง ต่างจากเลนส์กล้องหรือแว่นขยาย อธิบายว่าเหตุในแบบนี้จึงเหมาะกับการดูวัตถุไกลมาก (ถือว่าอยู่อนันต์) ด้วยตาที่คลายตัว

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง