Construcció d'un telescopi

Solucions... pel professorat

Observeu alguns detalls i completeu les afrimacions següents:

• Els raigs que arriben al telescopi són paral·lels perquè...
  provenen d’objectes molt llunyans.
• La direcció de la llum s’ha invertit després de travessar el telescopi (angle d’entrada negatiu i angle de sortida positiu) això significarà que la imatge que veurem...
  és invertida respecte de l’objecte que observem. En l'esquema l’objecte està situat per sobre de l’eix horitzontal i els raigs que surten del telescopi ho fan com si vinguessin d’un punt llunyà però per sota de l’eix.

Un parell de construccions amb el banc òptic virtual i les dades corresponents a la taula

Conclusions

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 f_objectiu   i    f_ocular , l’augment del telescopi...

correspon al quocient entre els dos valors:

2) La distància de separació entre l’objectiu i l’ocular en un telescopi...

és la suma de les dues focals de les lents: (f_objectiu + f_ocular).

Construïm-lo

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?

Preguntes

Ara podeu respondre les preguntes següents:

1) Com ho construiríeu un telescopi de molts augments (per exemple 200 o 300)?

Construint-lo amb dues lents de focals molt diferents, per exemple: l’objectiu de 800 mm i l’ocular de 4 mm de focal (200 augments).

2) Quins problemes us sembla que pot tenir la construcció de telescopis cada vegada amb més augments?

Per incrementar els augments tenim dues possibilitats: l’objectiu de focal molt gran (problema: longitud molt gran del telescopi) o l’ocular de focal molt petita (problema: la lent tindrà molta aberració, és a dir, provocarà distorsió de la imatge).
Un altre problema és el de la lluminositat: per incrementar-la cal un objectiu de gran diàmetre i això encareix l’objectiu i en dificulta la fabricació.

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?

Si l’ocular no té sempre la mateixa focal, aleshores cal variar la distància entre l’objectiu i l’ocular per enfocar correctament els objectes situats a l’infinit. Recordem que aquesta distància (llargada del telescopi) correspon a la suma de les dues focals.
Si el telescopi s’utilitza per observar objectes que no estan situats en l’infinit, aleshores el mecanisme d’enfocament permet obtenir una imatge nítida de l’objecte.

I encara més...

Per fer-ho podeu utilitzar les lents convergents d’abans i també lents divergents de focals -2, -1,2, -0,4 i -0,2.

En aquest cas caldria posar l’objectiu convergent i de focal gran i l’ocular divergent i de focal petita, també han de coincidir els dos focus de les lents (l’ocular és divergent i, per tant, en l’exemple de sota té el focus a la dreta) i la longitud del telescopi seria f_objectiu-  f_ocular. L’augment continuaria essent el quocient entre les dues focals. Observeu la figura, amb valors +2,7, -0,3 i, per tant, 9 augments (sense inversió de la imatge).
Observeu la construcció virtual:

Autor d'aquesta pàgina: Tavi Casellas

Aquesta obra està subjecta a una
Llicència de Creative Commons