Главная > Физика > Факультативный курс физики, 10 кл.
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Зрительная труба и телескоп.

Для рассматривания удаленных предметов используют телескоп. Простейший тип телескопа получил название трубы Кеплера.

В трубе Кеплера (рис. 61) объектив и окуляр являются собирающими линзами, расположенными на расстоянии, равном сумме фокусных расстояний объектива и окуляра. Изображение предмета в фокальной плоскости объектива находится одновременно и в фокальной плоскости окуляра. Поэтому после окуляра лучи идут параллельным пучком и рассматриваются ненапряженным глазом (без его аккомодации). Увеличение такой трубы равно:

где а — размер действительного изображения в фокальной плоскости.

Для получения большого увеличения используют длиннофокусный объектив и короткофокусный окуляр.

Трубу Кеплера используют в астрономии, где она получила название телескопа-рефрактора. Ее используют и для наземных наблюдений, например в биноклях.

Высококачественные линзы больших размеров изготовить не удается, трудно обеспечить для них и сохранение формы при изменениях положения объектива в поле силы тяжести, поэтому в телескопах-рефракторах наибольший диаметр объектива около 1 м. Значительно больших значений увеличения

Рис. 61

светового потока от удаленных объектов удается получить с помощью зеркальных телескопов, в которых используют сферические зеркала высокого качества и больших диаметров. Такие телескопы называют рефлекторами. В СССР вблизи станицы Зеленчукской (Северный Кавказ) построен самый крупный в мире телескоп БТА с диаметром зеркала 6 м.

Зеркала совсем не обладают хроматической аберрацией, так как лучи всех длин волн отражаются одинаково. Если зеркало имеет форму параболоида вращения, то оно не имеет и сферической аберрации. Это можно строго доказать на основе использования принципа Ферма.

Пусть пучок параллельных лучей, выходящих из одной бесконечно удаленной точки, падает на зеркальную поверхность, фокусирующую все лучи в одной точке F (рис. 62). Рассмотрим два параллельных луча: центральный, идущий вдоль оси Оу, и произвольный, падающий на зеркало в точке А с координатами ху.

На основании принципа Ферма запишем:

Так как

по теореме Пифагора

где F — фокусное расстояние зеркала.

Рис. 62

Тогда:

Мы получили уравнение параболы. Следовательно, если сделать зеркало с параболической поверхностью, то все параллельные лучи соберутся в одной точке.

1. При каком условии применимы законы геометрической оптики?

2. Сформулируйте принцип Ферма.

3. Как объясняются законы отражения и преломления света на основе применения принципа Ферма?

4. Запишите формулу тонкой линзы.

5. Что такое аберрация линзы?

6. Как получается увеличенное изображение предмета с помощью оптического микроскопа?

7. В чем преимущества телескопа-рефлектора перед телескопом-рефрактором?

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление