№ 9.4 / 10.4 / 11.4Задача 9.4 / 10.4 / 11.4
4. Условие. Перед Вами фото частного солнечного затмения (прямое изображение) и четыре фотографии изображения Солнца на непрозрачном солнечном экране, сделанные в этот же момент в этом же пункте со стороны трубы телескопа вдоль оптической оси окуляра с помощью обычного фотоаппарата в нормальном (неперевернутом) положении, см. рисунок. В телескопе используется простой однолинзовый положительный окуляр Кеплера. Отметьте, какое из этих четырех фото было сделано с использованием рефлектора системы Грегори (A), системы Кассегрена (B), системы Ломоносова-Гершеля (телескоп только с главным зеркалом и окуляром, C), а какое фото не могло быть сделано ни с одним из этих трех телескопов (D).
4. Решение. Изобразим ход лучей в каждом из трех телескопов с однолинзовым окуляром Кеплера и солнечным экраном. Будем считать, что телескоп наведен на центр Солнца, лучи от которого показаны фиолетовым цветом. Зеленые лучи идут от нижнего края Солнца.
Решение
Изображение Солнца строится в главном фокусе, показанным красной линией (с крестом), за которым устанавливается окуляр. За счет того, что он удаляется от фокуса несколько дальше собственного фокусного расстояния, он будет строить вторичное изображение Солнца на экране, показанном малиновой линией.
В телескопе Грегори (A) лучи от одной точки поверхности Солнца сходятся вместе один раз внутри трубы телескопа, а главный фокус является уже второй точкой их пересечения. Поэтому лучи от нижнего края Солнца окажутся внизу главной фокальной плоскости. Количество зеркал, от которых отражается свет, в телескопе Грегори четно, и они имеют общую ось. Поэтому телескоп Грегори строит в главном фокусе прямое изображение объекта. На экране - уже в третьей фокальной плоскости - изображение станет перевернутым, а при фотографировании отраженного от него изображения - еще и зеркальным. Поэтому при использовании телескопа Грегори (A) мы получим фото 1.
Телескоп системы Кассегрена (B) имеет выпуклое вторичное зеркало, и лучи от одной точки Солнца сходятся в первый раз только в главном фокусе. Поэтому этот телескоп строит там перевернутое изображение, которое зеркальным также не будет. На рисунке мы видим, что зеленые лучи от нижнего края Солнца попадают в верхнюю часть главной фокальной плоскости, но в нижнюю часть экрана, где изображение вновь станет прямым. Фотоаппарат его зарегистрирует в зеркальном виде, зафиксировав в итоге фото 4.
В телескопе системы Ломоносова-Гершеля (С) зеркало всего одно. За счет небольшого наклона к оси телескопа оно создает изображение вне трубы телескопа. Оно будет перевернутым (зеленые лучи попадают в верхнюю часть изображения) и зеркальным. На солнечном экране изображение вновь перевернется, а при фиксации фотоаппаратом не будет зеркальным. В результате, на фото мы получим прямое изображение Солнца - 3.
Итак, ответ на вопрос задания - A, D, C, B.
4. Алгоритм оценивания.
| Ответ | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| A | 2 | 0 | 0 | 1 |
| B | 1 | 0 | 0 | 2 |
| C | 0 | 1 | 2 | 0 |
| D | 0 | 2 | 1 | 0 |
Общая оценка получается суммированием оценок по каждому из изображений Солнца (1-4). Пустая клетка (нет ответа) оценивается в 0 баллов. При многократном повторе ответов A, B или C они не засчитываются, даже если среди них есть правильные. Повтор ответа D допускается, но оценивается только один раз (при двух буквах D в клетках 2 и 3 участник получает 2 балла).
Ответ
A, D, C, B.