Номер 29.35, страница 152 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 29. Глаз. Оптические приборы - номер 29.35, страница 152.

Условие.

29.35. Дает ли телескоп увеличенные изображения звезд?

Решение.

Ответ на этот вопрос одновременно и "нет", и "да", и он требует подробного объяснения.

Почему "нет": Телескоп не позволяет увидеть увеличенный диск звезды с какими-либо деталями на её поверхности (как, например, мы видим Луну или планеты). Причина в том, что звезды находятся на колоссальных расстояниях от Земли. Из-за этого их угловые размеры настолько малы, что для любого оптического телескопа они являются точечными источниками света. Попытка увеличить точечный объект с помощью оптики все равно даст в результате точечный объект. Таким образом, в привычном понимании, телескоп не увеличивает изображение звезды.

Почему "да": Несмотря на вышесказанное, телескоп оказывает два ключевых воздействия, которые можно считать формой увеличения:

1. Увеличение яркости. Главная задача телескопа при наблюдении звезд — собрать как можно больше света. Объектив телескопа (линза или зеркало) имеет площадь, во много раз превышающую площадь зрачка человеческого глаза. Это позволяет уловить значительно больше света от далекой звезды, делая ее изображение намного ярче. В результате мы можем видеть звезды, которые слишком тусклы для невооруженного глаза.

2. Увеличение углового расстояния. Телескоп увеличивает угловое расстояние между объектами на небесной сфере. Это его основная увеличивающая способность, которая описывается формулой $G = \frac{F_{об}}{f_{ок}}$ (где $F_{об}$ — фокусное расстояние объектива, а $f_{ок}$ — фокусное расстояние окуляра). Если две звезды расположены так близко, что глаз видит их как одну точку, телескоп "раздвинет" их изображения, и мы сможем различить их как два отдельных объекта. То есть телескоп увеличивает не сами звезды, а "участок неба", на котором они расположены.

Следует также добавить, что из-за волновой природы света (дифракции), изображение звезды в телескопе — это не идеальная точка, а так называемый диск Эйри — яркое пятно, окруженное более тусклыми кольцами. Увеличивая кратность телескопа, мы увеличиваем видимый размер этого дифракционного пятна, а не реальный размер звезды.

Ответ: Нет, телескоп не дает увеличенного изображения поверхности звезды, поскольку из-за огромных расстояний звезды видны как точечные объекты. Однако телескоп увеличивает видимую яркость звезды (собирая больше света) и угловое расстояние между звездами, что позволяет различать близко расположенные небесные тела.