Jak powstaje obraz w lunecie?

Grafika interaktywna pozwoli Ci zrozumieć, jak powstaje obraz w lunecie. Porównasz na tej podstawie lunetę Keplera i Galileusza. Wskażesz podstawową różnicę pomiędzy tymi konstrukcjami.

RpkkEABHctqqi
Ekran grafiki podzielony jest na dwie części, prawą oraz lewą, które przedstawiają schematycznie dwa rodzaje lunet oraz konstrukcję obrazu powstającego w tych przyrządach. Po lewej stronie u góry widoczny jest rysunek przedstawiający lunetę Keplera w nawiasie astronomiczną. Luneta widoczna jest w postaci poziomego, prostokątnego i szarego kształtu zwężającego się z prawej strony. Na końcach lunety widoczne są dwie soczewki skupiające, narysowane w postaci niebieski, pionowych elips. Soczewka po lewej stronie jest większa i opisano ją, jako obiektyw. Soczewka po prawej stronie jest mniejsza i nazwana została okularem. Wewnątrz lunety widoczne są dwie pionowe i czarne linie z przerwami na środku. są to przesłony. Do rysunku przyporządkowano cyfrę jeden, po kliknięciu której na ekranie pojawia się informacja, że luneta Keplera składa się z dwóch układów w nawiasie soczewek skupiających. Poniżej, po lewej stronie widoczny jest rysunek przedstawiający schemat powstawania obrazu w lunecie Keplera. Na rysunku widoczne są dwie soczewki skupiające, narysowane schematycznie jako pionowe, niebieskie linie zakończone grotami strzałek na obu końcach. Soczewki ustawione są jedna obok drugiej. Prawa soczewka podpisana została obiektyw a prawa jako okular. Przez środki soczewek przechodzi pozioma, czarna linia symbolizująca oś optyczna. Na osi optycznej zaznaczono położenia ognisk obiektywu w postaci czarnych punktów, równoodległych od obiektywu po prawej i lewej stronie i opisanych wielkimi literami F z indeksem dolnym jeden. Położenia ognisk okularu wielka litera F z indeksem dolnym dwa również zaznaczono na osi, w postaci czarnych punktów po lewej o prawej stornie okularu. Położenie lewego ogniska okularu i prawego ogniska obiektywu pokrywają się. Z lewej strony od obiektywu widoczna jest niebieska pionowa strzałka, zaczynająca się na osi optycznej i skierowana w górę. Jest to obserwowany obiekt, który opisano wielką literą P z indeksem dolnym jeden. Z wierzchołka strzałki wychodzą dwie czerwone linie symbolizujące bieg promieni świetlnych. Jedne z promieni biegnie poziomo w prawo, równolegle do osi optycznej. P przejściu przez obiektyw, promień ten biegnie w prawo i w dół. Drugi promień biegnie w prawo i w dół przechodząc przez lewe ognisko obiektywu. Po przejściu przez obiektyw promień ten biegnie w poziomo w prawo. Promienie przechodzące przez obiektyw przecinają się w punkcie, widocznym poniżej osi optycznej, po prawej stronie od pokrywających się ognisk obiektywu i okularu. Punkt ten stanowi wierzchołek pionowej, niebieskiej strzałki, wychodzącej z osi optycznej i skierowanej w dół. Strzałkę tę podpisano wielką literą P z indeksem dolnym dwa. Przez wierzchołek strzałki wielka litera P z indeksem dolnym dwa przechodzą trzy linie. Jedna z nich jest pozioma i pada na okular. Po przejściu przez okular promień, który symbolizuje ta linia przechodzi przez prawe ognisko wielka litera F z indeksem dolny dwa w który widoczny jest rysunek ludzkiego oka symbolizującego obserwatora. Druga z linii biegnie w prawo i w górę, przechodząc przez środek okularu. Obie linie są rozbieżne po prawej stronie okularu. Trzecia linia biegnie w prawo i w dół a po przejściu rzez okular biegnie poziomo w prawo, równolegle do osi optycznej. Przedłużenia w lewą stronę promieni przechodzących przez wierzchołek strzałki wielka litera P z indeksem dolnym jeden, z przecinają się w punkcie poniżej osi optycznej, pomiędzy obiektywem i okularem, po lewej stronie od wspólnego ogniska obu soczewek. Punkt ten stanowi wierzchołek strzałki o niebieskich konturach i białym wypełnieniu, która biegnie pionowo od osi optycznej w dół. Strzałka ta symbolizuje obraz powstały w lunecie i opisana jest wielką literą P z indeksem dolnym trzy. Do schematu powstawania obrazu w lunecie Keplera przyporządkowano cyfrę dwa, po kliknięciu której pojawia się informacja, że zarówno obiektyw jak i okular w lunecie Keplera mają charakter skupiający a powstający obraz jest pozorny i odwrócony. Po prawej stronie grafiki, u góry widoczny jest rysunek przedstawiający lunetę Galileusza w nawiasie ziemską. Luneta widoczna jest w postaci poziomego, prostokątnego kształtu zwężającego się w prawą stronę. W prawej i lewej części lunety widoczne są dwie soczewki. Lewa soczewka, stanowiąca obiektyw jest skupiająca i narysowano sią w postaci, pionowego, eliptycznego kształtu w kolorze jasnoniebieskim. Soczewka po prawej stornie, stanowiąca okular jest rozpraszająca. Narysowano ją w postaci poziomego kształtu, wklęsłego z prawej i lewej strony. Okular również narysowano kolorem jasnoniebieskim. Wewnątrz lunety widoczne są dwie poziome linie z przerwami w środku, które symbolizują przesłony. Do rysunku lunety Galileusza przyporządkowano cyfrę trzy, po kliknięciu której na ekranie pojawia się informacja, że luneta ta składa się z dwóch układów w nawiasie soczewek, Jedna z nich stanowiąca obiektyw jest skupiająca a druga, pełniąca rolę okularu jest rozpraszająca. Poniżej rysunku przedstawiającego lunetę Galileusza widoczny jest rysunek przedstawiający schemat konstrukcji obrazu w tym przyrządzie. Na rysunku widoczne są dwie soczewki obok siebie, na tej samej wysokości. Soczewka po lewej stronie wielka litera S z indeksem dolnym jeden symbolizuje obiektyw i jest skupiająca. Narysowano ją w postaci pionowej, niebieskiej linii zakończonej grotami strzałek na końcach, które wskazują kierunki do zewnątrz podwójnej strzałki. Soczewka po prawej stornie wielka litera S z indeksem dolny dwa, stanowiąca okular jest rozpraszająca. Widoczna jest ona w postaci pionowej i niebieskiej linii zakończonej po obu stronach dwoma niebieskimi i rozbieżnymi, krótkimi odcinkami. Przez środki obiektywu i okularu przechodzi pozioma, czarna linia symbolizująca oś optyczną. Na osi optycznej zaznaczono w postaci czarnych punktów położenia ognisk obiektywu. Po lewej i prawej stronie obiektywu widoczne są punkty wielka litera F z indeksem dolnym jeden. Położenia ognisk okularu wielka litera F z indeksem dolnym dwa, również widoczne są w postaci czarnych punktów. Prawe ogniska obu elementów oznaczone są dodatkowo symbolem prim. Ogniskowa okularu jest znacznie mniejsza niż ogniskowa obiektywu. Okular znajduje się w położeniu pomiędzy obiektywem a jego prawym ogniskiem. Prawe ognisko okularu znajduje się pomiędzy okularem i obiektywem. Położenia prawych ognisk obiektywu i okularu pokrywają się. Po lewej stronie od obiektywu widoczna jest niebieska, pionowa strzałka, zaczynająca się na osi optycznej i skierowana w górę. Końce strzałki opisano wielkimi litera A. Z wierzchołka strzałki wychodzą dwie czerwone linie symbolizujące bieg promieni świetlnych. Jeden z promieni biegnie poziome w prawo, równolegle do osi optycznej. Po przejściu przez obiektyw, kierunek tego promienia wiedzie w prawo i w dół u ognisku obiektywu trafiając wcześniej na okular. Po przejściu przez okular promień ponownie biegnie w poziomo w prawo, równolegle do osi optycznej. Drugi promień biegnie w prawo i w dół przechodząc przez lewe ognisko obiektywu. Po przejściu przez obiektyw promień ten podąża poziomo w prawo, wzdłuż osi optycznej. Po przejściu przez okular, kierunek promienia jest w prawo i w dół. Po przejściu przez okular promienie są rozbieżne. Przedłużenia w lewą stronę, promieni wychodzących z okularu narysowano w postaci przerywanych, czerwonych linii. Przedłużenia te spotykają się w punkcie ponad osią optyczną, z lewej strony ogniska okularu. Punkt, w którym przedłużenia tych promieni spotykają się stanowi wierzchołek pionowej, niebieskiej strzałki zaczynającej się na osi optycznej i skierowanej w górę. Końce strzałki opisano wielkimi literami B prim. Strzałka ta symbolizuje powstały obraz. Przedłużenia w prawą stronę promieni padających na okular również narysowano w postaci czerwonych i przerywanych linii prostych. Linie te są zbieżne i spotykają się w punkcie poniżej osi optycznej, z prawej strony wspólnego ogniska obiektywu i okularu. Punkt ten stanowi koniec niebieskiej, pionowej strzałki zaczynającej się na osi optycznej i skierowanej w dół. Końce strzałki opisano wielkimi literami B bis. Do schematy przyporządkowano cyfrę cztery, po kliknięciu której na ekranie pojawia się informacja, że obiekty lunety Galileusza jest skupiający a okular rozpraszający, dzięki czemu powstający obraz jest prosty w nawiasie nieodwrócony.
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.
Polecenie 1
R1TVWalaNjHPD2
zadanie interaktywne
uzupełnij treść
Polecenie 2
R1E5M5OG1KTRW1
Oblicz powiększenie kątowe teleskopu, którego obiektyw ma ogniskową 120 cm, zaś okular 3 cm. Powiększenie kątowe teleskopu wynosi Tu uzupełnij.
Polecenie 3
RHs3o5crhB0JS2
Wiedząc, że powiększenie lunety wynosi 60, zaś zdolność skupiająca okularu 5 dioptrii, oblicz ogniskową obiektywu. Ogniskowa obiektywu wynosi Tu uzupełnij m.