Fa alguns, bastants anys en Galileu va utilitzar telescopis que ell mateix va
construir per observar la Lluna, els quatre satèl·lits més
grans de Júpiter (per això anomenats galileans) i altres astres,
per poder reafirmar la seva visió heliocèntrica del sistema solar.
Ara, nosaltres, uns quants segles després, aprendrem també a dissenyar
i a construir telescopis.
Un telescopi (refractor) és un aparell òptic
que està compost, en el seu format més senzill, per dues lents
primes i esfèriques: l'objectiu, a través del qual entra la llum,
i l'ocular, per on observem amb el nostre ull.
Com que volem observar objectes molt llunyans (estrelles, galàxies, la
Lluna, els planetes...) la llum que ens arriba forma un feix de raigs paral·lels
i l’augment del nostre telescopi ve donat per l’augment en l’angle
d’observació, tal com es pot observar en la imatge.
L’augment del telescopi coincideix amb el quocient entre les tangents
dels angles beta (d’observació) i alfa (d’entrada).
Observeu alguns detalls i completeu les afrimacions següents:.
Abans de construir materialment el nostre telescopi, intentarem dissenyar-lo
correctament utilitzant un banc òptic virtual (de M. Lee i W. Christian)
que podreu trobar aquí..
Per a la recerca utilitzeu lents convergents de focals +2,
+1,2, +0,4 i + 0,2.
Observeu que quan situeu una lent els dos nombres
(x =3, f
= 1) corresponen a la posició del centre de la lent i a
la seva focal. En aquest cas, els dos focus estarien situats, per tant,
en les posicions x
= 2 i x
= 4 del banc òptic. |
 |
|
En el cas d’una font extensa de llum (beam) els primers números (x, y) corresponen a la posició del centre de la font i el darrer (angle) a la tangent de l’angle dels raigs. En el cas de la figura 3, angle = 1 correspon a la tangent de l’angle de 45º, que és l’angle real dels raigs. |
 |
|
Amb el botó dret podem mesurar angles (aquesta vegada en graus!). Això ens facilitarà calcul de l’angle dels raigs de sortida del telescopi; i si volem, també els d’entrada. |
 |
Situeu d’entrada una font extensa de llum amb feix de
raigs paral·lels amb un angle petit, per exemple angle 0,1,
que seria un angle real de 5,7º
(arctan 0,1).
Seguidament escolliu les dues lents (l'objectiu i l'ocular) adequades i coloqueu-les
en la situació que considereu convenient per aconseguir un telescopi
(raigs d’entrada paral·lels i raigs de sortida també paral·lels,
però amb un angle superior).
Si ja ho heu aconseguit, mesura els angles d’entrada i els angles de sortida,
feu-ne el quocient, mesureu les focals de les dues lents, observeu també
la distància de separació de les lents.
Després, intenteu aconseguir el mateix canviant una de les lents i variant-ne
les posicions. Torneu a mesurar els angles, feu-ne el quocient imesura les focals
i la distància.
Per últim ompliu la taula següent correctament. Segur que us ajudarà
a treure alguna conclusió sobre la construcció de telescopis.
| tan (angle) | Focal | Longitud | ||||
| Sortida | Entrada | Quocient | Objectiu | Ocular | Quocient | Telescopi |
Crec que ara esteu en condicions de treure conclusions a la
vostra experimentació virtual. Intenteu completar les frases següents:.
1) Si utilitzem dues lents de focals
conegudes fobjectiu
i focular ,
l’augment del telescopi...
2) La distància de separació
entre l’objectiu i l’ocular en un telescopi...
Bé, ja sabem dissenyar correctament un telescopi, ara
construïm-lo.
En els equips d’òptica del laboratori (ara real!) disposem de lents
convergents de focals +300
mm, +200 mm,
+100 mm i +
50 mm.
Feu, dins del requadre següent, un esquema clar del telescopi que construireu:
a) Quines lents utilitzareu com a objectiu
i ocular?
b) En quina posició exacta les
situareu perquè l’aparell sigui un telescopi?
c) Quin augment tindrà el telescopi?
Ara podeu respondre les preguntes següents:
1) Com ho construiríeu un telescopi de molts augments (per exemple 200 o 300)?
2) Quins problemes us sembla que pot tenir la construcció de telescopis cada vegada amb més augments?
3) La majoria de telescopis tenen l’ocular intercanviable (dues o tres lents diferents), han de tenir, però, un mecanisme d’enfocament que permeti moure endavant i endarrere l’ocular. Podeu explicar-ne el perquè?
Amb el laboratori virtual podeu intentar dissenyar un telescopi terrestre, és a dir, que no inverteixi la imatge. Observeu el dibuix.
Per fer-ho podeu utilitzar les lents convergents d’abans
i també lents divergents de focals -2,
-1,2, -0,4
i -0,2.
Si ho aconseguiu escriviu-ne les conclusions.
Apa, que hi hagi sort!
Autor d'aquesta pągina: Tavi Casellas
Aquesta
obra estą subjecta a una
Llicčncia
de Creative Commons
