Номер 1, страница 270 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Изучив устройство и назначение подзорной трубы по материалам сети «Интернет», изготовьте ее.

Рис. 233. Подзорная труба

Устройство и назначение подзорной трубы

Подзорная труба — это оптический прибор, предназначенный для наблюдения за удалёнными объектами. В отличие от астрономического телескопа, подзорная труба даёт прямое (неперевёрнутое) изображение, что делает её удобной для наземных наблюдений: в туризме, на охоте, при наблюдении за природой, в морском деле.

В основе простейшей подзорной трубы лежит принцип телескопа-рефрактора. Она состоит из нескольких ключевых элементов:

1. Объектив: это длиннофокусная собирающая линза (или система линз), обращённая к объекту наблюдения. Она собирает свет от объекта и формирует его действительное, уменьшенное и перевёрнутое изображение в своей фокальной плоскости.

2. Окуляр: это короткофокусная собирающая линза (или система линз), в которую смотрит наблюдатель. Окуляр работает как лупа, увеличивая изображение, построенное объективом. Он создаёт мнимое, увеличенное изображение.

3. Оборачивающая система: так как комбинация объектива и окуляра (телескоп системы Кеплера) даёт перевёрнутое изображение, в подзорную трубу добавляют специальный узел для его переворачивания. Это может быть дополнительная линзовая система или система призм (как в биноклях), которая делает итоговое изображение прямым.

4. Корпус: труба, в которой закреплены все оптические элементы на нужном расстоянии друг от друга. Часто корпус делают телескопическим (выдвижным) для компактности и для возможности фокусировки.

Угловое увеличение подзорной трубы ($\Gamma$) определяется отношением фокусных расстояний объектива ($F_{об}$) и окуляра ($F_{ок}$):

$\Gamma = \frac{F_{об}}{F_{ок}}$

Длина трубы телескопа Кеплера (с перевёрнутым изображением) примерно равна $L \approx F_{об} + F_{ок}$. Использование оборачивающей системы увеличивает общую длину трубы.

Ответ: Подзорная труба — оптический прибор для наблюдения удалённых объектов, состоящий из объектива, окуляра и оборачивающей системы, заключённых в корпус. Она создаёт увеличенное прямое изображение, а её увеличение равно отношению фокусных расстояний объектива и окуляра.

Изготовление подзорной трубы в домашних условиях

Для изготовления простой модели подзорной трубы (типа телескопа Кеплера, который даёт перевёрнутое изображение) понадобятся следующие материалы и инструменты:

Материалы:

• Две собирающие (выпуклые) линзы. Одна — для объектива, с большим фокусным расстоянием (например, линза для очков на +1...+2 диоптрии, что соответствует фокусному расстоянию $F_{об} = 1 \text{ м} ... 0,5 \text{ м}$). Вторая — для окуляра, с малым фокусным расстоянием (например, из лупы, $F_{ок} = 2-5 \text{ см}$).

• Плотная бумага (ватман) или картон для изготовления корпуса.

• Клей (ПВА или термопистолет).

• Ножницы, канцелярский нож.

• Чёрная краска или чёрная бумага.

• Линейка или рулетка.

Порядок сборки:

1. Подготовка корпуса. Сверните из ватмана или картона две трубки. Диаметр первой (основной) трубки должен соответствовать диаметру линзы объектива. Длина этой трубки должна быть чуть меньше фокусного расстояния объектива ($F_{об}$). Вторая трубка (для окуляра) должна плотно, но без усилий входить в первую. Её длина может составлять 15-20 см.

2. Зачернение внутренней поверхности. Чтобы избежать бликов и паразитных отражений, которые ухудшают качество изображения, внутренние стенки обеих трубок необходимо покрасить в чёрный матовый цвет или оклеить чёрной бумагой.

3. Установка объектива. В торец основной (широкой) трубки установите линзу объектива. Её можно закрепить с помощью картонных колец или клея. Важно, чтобы оптическая ось линзы совпадала с осью трубки.

4. Установка окуляра. Аналогично установите линзу окуляра на внешний конец узкой трубки.

5. Сборка и настройка. Вставьте трубку с окуляром в трубку с объективом. Длина собранной трубы будет примерно равна сумме фокусных расстояний линз: $L \approx F_{об} + F_{ок}$. Направьте трубу на какой-нибудь удалённый объект (например, дом или дерево) и, глядя в окуляр, плавно выдвигайте или задвигайте внутреннюю трубку до тех пор, пока изображение не станет максимально чётким.

Примечание: созданная таким образом труба является телескопом системы Кеплера и будет давать перевёрнутое изображение. Для получения прямого изображения конструкцию необходимо усложнить, добавив оборачивающую систему из ещё одной линзы, что значительно увеличит длину и сложность прибора.

Ответ: Для изготовления простейшей подзорной трубы необходимо закрепить длиннофокусную и короткофокусную собирающие линзы в двух соосных трубках, способных перемещаться друг относительно друга для фокусировки. Расстояние между линзами в сфокусированном состоянии примерно равно сумме их фокусных расстояний.