Перейти к содержанию

Подборка

Подборки хранятся в этом браузере без учётной записи. Для них нужен включённый JavaScript.

Задача без названия

АстрономияЗаключительныйКлассы неизвестны2011ТеоретическаяЕсть решение редакция rv_c30269203d3e8009 ID p_4b1b4fd38cff0e67
  • Помогите космонавту на борту орбитальной станции определить фокусное расстояние объектива большого зеркально-линзового телескопа и сложного (многолинзового) окуляра этого телескопа. Диаметр входного отверстия равен 300 мм. Из измерительных средств у космонавта имеется только устройство, похожее на линейку, но с большей точностью измерения (цена деления 0.1 мм).

Решение

Показать решение
  • Конструкция зеркально-линзового телескопа не позволит определить фокусное расстояние простым измерением расстояния от объектива до фокальной плоскости. Тем не менее, существует несколько способов определения оптических характеристик объектива телескопа даже в столь стесненных условиях. Приведем лишь один, наиболее очевидный вариант решения.

Фокусное расстояние объектива может быть определено по масштабу изображения в фокальной плоскости. Для этого направим объектив на объект с известным угловым размером, например, на Луну. Измерим размер изображения Луны в фокальной плоскости. Он зависит только от фокусного расстояния:

L = α ⋅ F , L = \alpha \cdot F,

где α – угловой диаметр Луны в радианах, F – фокусное расстояние объектива. Отсюда:

F = L α . F = \frac{L}{\alpha}.

Угловой диаметр Луны равен 0.5°, следовательно

F = L 0.5 ⋅ 180 π ≈ 115 ⋅ L . F = \frac{L}{0.5} \cdot \frac{180}{\pi} \approx 115 \cdot L.

Существуют разные методы определения фокусного расстояния окуляра, но не все они применимы к любому окуляру сложной конструкции. Наиболее универсальный метод измерения фокусного расстояния окуляра состоит в нахождении увеличения, даваемого телескопом с его использованием. Установим окуляр в телескоп, направим его на ярко освещенный предмет (ту же Луну) и измерим диаметр выходного зрачка d. Тогда увеличение равно:

Γ = D d = F f . \Gamma = \frac{D}{d} = \frac{F}{f}.

Здесь D – диаметр входного отверстия. Отсюда находим фокусное расстояние окуляра:

f = d ⋅ F D = d ⋅ F 300 . f = \frac{d \cdot F}{D} = \frac{d \cdot F}{300}.

В последнем равенстве все величины выражаются в миллиметрах.