Афокальний телескоп: дві лінзи, без чистого фокусування

1 · Прогноз

Афокальний (кеплерівський) телескоп розміщує об'єктив та окуляр так, що їхні фокуси збігаються — паралельне світло на вході, паралельне на виході. Чи дає коротша фокусна відстань окуляра вищу чи нижчу збільшеність телескопа?

• Коротший окуляр дає нижчу збільшеність.
• Фокусна відстань окуляра не впливає на збільшеність.
• Вищу — збільшеність це відношення фокусних відстаней об'єктива до окуляра, тож стискання фокусної відстані окуляра збільшує відношення.

2 · Установка

1. Відкрийте пресет telescope та натисніть «Скинути». Об'єктив має f = 100 cm; дві лінзи розділені сумою своїх фокусних відстаней (афокальна умова).
2. Увімкніть показ кутового збільшення.
3. Задайте фокусну відстань окуляра для кожного заміру (об'єктив фіксований на f = 100 cm) та запишіть результуючу збільшеність.

3 · Збір даних

Побудуйте M (вісь y) проти 1/f_e (вісь x) для трьох замірів.

4 · Аналіз

1. Для одного заміру обчисліть M = −f_o/f_e з f_o = 100 cm. Порівняйте з таблицею.
2. Поясніть, чому збільшеність від'ємна (обернене зображення, типове для простого кеплерівського телескопа) і чому коротша фокусна відстань окуляра збільшує модуль M.

5 · Поглиблення

1. На відміну від окуляра (що задає збільшеність), діаметр ОБ'ЄКТИВА (не показаний у цій суто фокусно-відстанній моделі) визначає, скільки світла збирає телескоп та його кінцеву роздільну здатність. Поясніть, чому астрономів більше цікавить апертура телескопа (діаметр об'єктива), ніж лише його збільшеність.
2. «Афокальний» означає: паралельне світло на вході дає паралельне на виході — телескоп не має власної єдиної загальної фокусної відстані, на відміну від об'єктива камери чи лупи. Поясніть, чому ця конструкція ідеальна для розглядання дуже далеких предметів (фактично на нескінченності) розслабленим оком.

Фізика цього експерименту

← Назад до експерименту