Обсудить в классе, страница 264 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Оптические явления. Параграф 63. Другие оптические приборы. Вопросы - страница 264.

Условие.

Предложите технологию изготовления телескопа в домашних условиях. Что для этого необходимо?

Решение.

Изготовить телескоп в домашних условиях возможно. Наиболее простой в изготовлении является телескоп-рефрактор (линзовый). Более сложным, но и более мощным может быть телескоп-рефлектор (зеркальный). Ниже представлена технология изготовления простого телескопа-рефрактора по схеме Кеплера, который дает перевернутое изображение, что не является проблемой для астрономических наблюдений.

Что для этого необходимо?

1. Оптические элементы:
• Объектив: длиннофокусная собирающая линза. Подойдет линза для очков с оптической силой +1 диоптрия (дптр). Фокусное расстояние такой линзы $F = 1 / D = 1 / 1 \text{ дптр} = 1 \text{ м}$. Можно использовать и линзы с оптической силой +0.5 дптр ($F = 2 \text{ м}$) или +2 дптр ($F = 0.5 \text{ м}$).
• Окуляр: короткофокусная собирающая линза. Можно использовать лупу, объектив от старого фотоаппарата или линзу из окуляра бинокля/микроскопа. Типичное фокусное расстояние $\text{f}$ для окуляра составляет 2-5 см.

2. Корпус:
• Две картонные или пластиковые трубы, одна из которых плотно входит в другую. Например, трубы от рулонов бумаги, фольги или линолеума. Диаметр большей трубы должен быть чуть больше диаметра объектива.

3. Дополнительные материалы:
• Матовая черная краска или черная бумага (бархатная) для чернения внутренних поверхностей труб.
• Плотный картон для изготовления оправ для линз и диафрагм.
• Клей (ПВА, эпоксидный), скотч.
• Ножницы, канцелярский нож.
• Штатив для фиксации телескопа. Без него наблюдения будут практически невозможны из-за дрожания рук.

Технология изготовления

1. Подготовка и расчеты:
• Точно определите фокусные расстояния объектива ($\text{F}$) и окуляра ($\text{f}$). Для этого можно сфокусировать изображение Солнца на какой-либо поверхности и измерить расстояние от линзы до точки фокуса. Внимание: не смотрите на Солнце через линзу, это опасно для зрения!
• Рассчитайте примерную длину телескопа. Она равна сумме фокусных расстояний: $L \approx F + f$.
• Рассчитайте увеличение телескопа. Оно равно отношению фокусных расстояний: $\Gamma = F / f$. Например, для объектива с $F = 100 \text{ см}$ и окуляра с $f = 2.5 \text{ см}$ увеличение составит $\Gamma = 100 / 2.5 = 40$ крат.

2. Сборка корпуса:
• Возьмите большую трубу (трубу объектива). Ее длина должна быть примерно равна фокусному расстоянию объектива $\text{F}$.
• Меньшая труба (окулярный узел) должна быть длиной 15-20 см. Она будет служить для фокусировки.
• Покрасьте внутренние поверхности обеих труб в черный матовый цвет или оклейте черной бумагой. Это необходимо для поглощения паразитных лучей света и повышения контрастности изображения.

3. Установка оптики:
• Объектив: Из плотного картона вырежьте два кольца с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру большой трубы, и внутренним диаметром, чуть меньшим диаметра линзы объектива. Вклейте линзу между этими кольцами. Получившуюся оправу с линзой установите и закрепите клеем на переднем конце большой трубы.
• Окуляр: Аналогичным образом изготовьте оправу для линзы окуляра и закрепите ее на конце меньшей трубы.

4. Финальная сборка и юстировка:
• Вставьте меньшую трубу с окуляром в большую трубу с объективом. Конструкция должна позволять плавно перемещать окулярную трубку для наведения на резкость.
• Установите телескоп на штатив. Наведите его на удаленный наземный объект (например, дом или дерево). Глядя в окуляр, двигайте окулярную трубку вперед-назад, пока не получите четкое изображение. Оно будет перевернутым.
• Для улучшения качества изображения можно установить внутри главной трубы диафрагму — картонный кружок с отверстием в центре.

Ответ:
Для изготовления простейшего телескопа-рефрактора в домашних условиях необходимы две собирающие линзы (одна длиннофокусная для объектива, другая короткофокусная для окуляра), две картонные трубы разного диаметра, черная краска и клей. Технология заключается в определении фокусных расстояний линз, расчете длины и увеличения телескопа, изготовлении корпуса из труб с зачерненной внутренней поверхностью, закреплении линз в оправах на концах труб и сборке конструкции с возможностью фокусировки путем перемещения одной трубы внутри другой. Для наблюдений телескоп необходимо установить на неподвижную опору (штатив).