光学
天文望远镜
无焦镜片采用f_objective + f_eyepiece分离;M = −f_objective/f_eyepiece是远处物体的角放大率,而近处物体在台面上的像显示的是横向放大率f_eyepiece/f_objective。
天文望远镜——交互式光学模拟。无焦镜片采用f_objective + f_eyepiece分离;M = −f_objective/f_eyepiece是远处物体的角放大率,而近处物体在台面上的像显示的是横向放大率f_eyepiece/f_objective。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室,提供实时 SI 测量和分步引导教程。
天文望远镜
无焦望远镜通过 f_objective + f_eyepiece 分离其镜片; M = −f_objective/f_eyepiece。
物镜的焦平面与目镜的焦平面重合,因此透镜分离为f_objective + f_eyepiece并且平行输入保持平行。角放大率为焦距比;其负号表示反转。
- 望远镜放大率 M = −f_obj/f_eye
- 角放大
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面:探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
无焦(开普勒)望远镜放置物镜和目镜,使它们的焦点重合——平行光进入,平行光出。较短的目镜焦距会带来更高还是更低的望远镜放大倍率?
预测权重
- 较短的目镜提供较低的放大倍率。
- 目镜焦距不影响放大倍率。
- 较高 — 放大倍数是物镜与目镜焦距的比率,因此缩小目镜焦距会增加该比率。
可变角色
您设置的内容:
- 目镜焦距f_e (cm)
您测量的内容:
- 角放大率M
调查如何进行
- 打开望远镜预设并按重置。物镜 f = 100 cm;两个透镜由它们的组合焦距分开(无焦条件)。
- 启用角放大率读数。
- 设置每次试验的目镜焦距(物镜固定在 f = 100 厘米)并记录所得的放大倍数。
控制方程
望远镜角放大倍数 — M = −f_o/f_e
无焦开普勒望远镜的角放大率为 M = −f_o/f_e,即物镜焦距与目镜焦距之比。较长的物镜或较短的目镜都可以增加放大倍率。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验,使用 f_o = 100 cm 计算 M = −f_o/f_e。与表比较。
- 解释为什么放大倍数为负(倒像,典型的简单开普勒望远镜)以及为什么较短的目镜焦距会增加 M 的幅度。
这在实验室之外的地方表现出来
- 与决定放大率的目镜不同,物镜的直径(本模型只涉及焦距,未展示这一点)决定了望远镜收集光线的多寡以及其最终的分辨能力。请解释为什么天文学家更看重望远镜的口径(物镜直径),而不只是放大率。
- “无焦”意味着平行光输入产生平行光输出——与相机镜头或放大镜不同,望远镜本身没有单一的总焦距。解释为什么这种设计非常适合用放松的眼睛观看很远的物体(实际上是无限远)。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 欢迎学习天文望远镜
- 选择物镜
- 按播放
- 远处物体的角尺寸
- 打开检查器
- 完成了!
打开交互式模拟以构建场景,点击运行,并通过实时测量和引导式教程进行探索。