Задачи › Системы линз и зеркал

Зрительная труба

  1. Зрительная труба

    ВсОШ 1992/2001, 10 кл.
    5/10

    а) Из двух линз соберите зрительную трубу, имеющую максимальное угловое увеличение \(\Gamma_\alpha\).

    Определите величину этого увеличения \(\Gamma_\alpha\).

    б) Поместите оставшуюся свободной линзу внутри зрительной трубы вблизи фокальной плоскости объектива. Опишите, каким образом изменились оптические свойства зрительной трубы, и объясните, почему это произошло.

    Оборудование: три собирающие линзы, линейка.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    а) \(\Gamma_\alpha = F_{\text{об}}/F_{\text{ок}}\) — объективом служит линза с наибольшим фокусным расстоянием, окуляром — с наименьшим; б) линза в задней фокальной плоскости объектива не меняет угловое увеличение, но увеличивает угловое поле зрения.

    Решение

    Рекомендации для организаторов. Одна линза должна быть длиннофокусная с \(F \approx 50\) см, две другие линзы с одинаковым фокусным расстоянием \(F \approx 20\) см.

    Рисунок

    а) В зрительной трубе задний фокус объектива должен совпадать с передним фокусом окуляра (рис. 40). Угловое увеличение зрительной трубы \[\Gamma_\alpha = \dfrac{F_{\text{об}}}{F_{\text{ок}}} = \dfrac{\beta}{\alpha},\tag{1}\] где \(F_{\text{об}}\) — фокусное расстояние объектива, \(F_{\text{ок}}\) — фокусное расстояние окуляра. Из (1) следует, что увеличение зрительной трубы будет максимальным, если \(F_{\text{об}}\) максимально, а \(F_{\text{ок}}\) минимально.

    Проведём измерения фокусных расстояний имеющихся линз и, выбрав соответствующую пару, соберём зрительную трубу с максимальным угловым увеличением.

    б) Построим ход лучей, падающих на объектив под малым углом \(\alpha\) к главной оптической оси системы. Часть лучей, например, луч (1), проходит мимо окуляра. Из оптической схемы (рис. 41) видно, что установка в задней фокальной плоскости объектива ещё одной линзы не меняет угловое увеличение, но некоторые лучи, ранее не попадавшие в окуляр, теперь смогут пройти через него. Делаем вывод: линза, установленная в задней фокальной плоскости объектива, увеличивает угловое поле зрения системы.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи