Экспериментальное задание 34.3, страница 153 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Экспериментальное задание 34.3

Работаем самостоятельно

Сборка и испытание модели телескопа

Оборудование: собирающие линзы ЛС-1 и ЛС-2.

Соберите и испытайте модель телескопа.

Порядок выполнения задания

1. Определите, какую из линз следует использовать в качестве объектива модели телескопа, а какую — в качестве окуляра. Установите линзы так, чтобы их главные оптические оси совпадали. Расстояние между линзами должно быть равно сумме фокусных расстояний объектива и окуляра.

2. Направьте объектив модели телескопа на окно. Перемещением окуляра добейтесь получения чёткого увеличенного изображения далёкого предмета.

1. Для сборки модели телескопа-рефрактора (системы Кеплера) необходимо использовать две собирающие линзы: объектив (линза, обращенная к объекту) и окуляр (линза, обращенная к глазу наблюдателя). Угловое увеличение такого телескопа определяется формулой: $Γ = \frac{F_{об}}{F_{ок}}$ где $F_{об}$ — фокусное расстояние объектива, а $F_{ок}$ — фокусное расстояние окуляра. Чтобы телескоп давал увеличенное изображение, то есть чтобы $Γ > 1$, необходимо, чтобы фокусное расстояние объектива было больше фокусного расстояния окуляра ($F_{об} > F_{ок}$).

Поэтому первым шагом является определение фокусных расстояний линз ЛС-1 и ЛС-2. Это можно сделать, спроецировав с помощью каждой линзы на экран (например, лист бумаги) четкое изображение очень удаленного объекта (например, пейзажа за окном). Расстояние от центра линзы до экрана, на котором получилось резкое изображение, и будет равно ее фокусному расстоянию.

После измерений та линза, у которой фокусное расстояние оказалось больше, используется в качестве объектива. Линза с меньшим фокусным расстоянием используется в качестве окуляра.

Для сборки телескопа линзы устанавливаются так, чтобы их главные оптические оси совпадали. Для наблюдения удаленных объектов, когда лучи от них идут параллельным пучком, расстояние $\text{L}$ между линзами должно быть равно сумме их фокусных расстояний: $L = F_{об} + F_{ок}$ При таком расстоянии задний фокус объектива совпадает с передним фокусом окуляра.

Ответ: В качестве объектива следует выбрать линзу с большим фокусным расстоянием, а в качестве окуляра — с меньшим, предварительно измерив их. Линзы нужно установить на расстоянии, равном сумме их фокусных расстояний, так, чтобы их главные оптические оси совпадали.

2. После сборки модели телескопа по правилам из пункта 1, необходимо направить объектив на удаленный предмет за окном. Объектив создаст действительное, перевернутое и уменьшенное промежуточное изображение этого предмета в своей фокальной плоскости.

Окуляр выполняет роль лупы, с помощью которой рассматривается это промежуточное изображение. Глядя в окуляр, вы увидите изображение предмета. Поскольку первоначальная установка расстояния $L = F_{об} + F_{ок}$ является теоретической, для получения максимально качественного изображения требуется точная фокусировка. Для этого необходимо плавно перемещать окуляр вдоль главной оптической оси (приближая или удаляя его от объектива), пока изображение наблюдаемого предмета не станет максимально четким и резким. В результате вы должны увидеть увеличенное, но перевернутое изображение далекого предмета.

Ответ: Следует направить объектив на далекий предмет за окном и, глядя в окуляр, плавно изменять расстояние между окуляром и объективом до тех пор, пока не будет получено максимально четкое и резкое изображение. Изображение будет увеличенным и перевернутым.