Lý 11 Bài 34: Kính thiên văn

0
39

1. Tóm lược lý thuyết

1.1. Tác dụng & kết cấu của kính thiên văn

a) Tác dụng

Kính thiên văn là dụng cụ quang phụ trợ cho mắt, có công dụng tạo ảnh có góc trông lớn so với những vật ở rất xa (các thiên thể).

Kính thiên văn

b) Kết cấu

– Kính thiên văn gồm hai phòng ban chính:

  • Vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự lớn (có vẻ đến hàng chục mét).
  • Thị kính là một kính lúp để xem xét ảnh tạo bởi vật kính.

Cấu tạo kính thiên văn

  • Vật kính & thị kính được lắp đồng trục, có vẻ biến đổi được khoảng cách.

c) Phân loại

– Có hai loại:

  • Kính thiên văn phản xạ: Dùng gương để nhận ánh sáng từ vật chiếu tới.
  • Kính thiên văn khúc xạ: Dùng thấu kính hội tụ nhận ánh sáng từ vật chiếu tới.

Các loại kính thiên văn

1.2. Sự tạo ảnh bởi kính thiên văn

Sự tạo ảnh bởi kính thiên văn

  • Hướng trục của kính thiên văn đến vật AB ở rất xa cần xem xét để thu ảnh thật (A_1B_1) trên tiêu diện ảnh của vật kính.

  • Sau đó biến đổi khoảng cách giữa vật kính & thị kính để ảnh cuối cùng (A_2B_2)  qua thị kính là ảnh ảo, nằm trong hạn chế nhìn rỏ của mắt & góc trông ảnh phải to hơn năng suất phân li của mắt.

  • Mắt đặt sau thị kính để xem xét ảnh ảo này.

  • Để có vẻ xem xét trong một thời gian dài mà không bị mỏi mắt, ta phải mang ảnh cuối cùng ra vô cực, gọi là ngắm chừng ở vô cực.

1.3. Số bội giác của kính thiên văn

– Khi ngắm chừng ở vô cực:

XEM THÊM  Hiện tượng "Siêu Trăng máu" tối 26.5.2021

+ Ta có:  (tanalpha _0=frac{A_1B_1}{f_1}); (tanalpha =frac{A_1B_1}{f_2})

+ Vì thế: (G_propto = frac{tanalpha }{tanalpha_0}=frac{f_1}{f_2})

+ Trong số đó:

  • (G_propto): số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực không lệ thuộc địa điểm đặt mắt sau thị kính.

  • (f_1): tiêu cự của vật kính

  • (f_2): tiêu cự của thị kính

  • Số bội giác của kính thiên văn trong điều kiện này không lệ thuộc địa điểm đặt mắt sau thị kính.

2. Bài tập minh họa

Câu 1: Giải thích vì sao tiêu cự vật kính của kính thiên văn phải lớn.

Chỉ dẫn giải

Tiêu cự của vật kính càng lớn thì ảnh của vật xem xét càng lớn.

Tiêu cự vật kính (f_1) của kính thiên văn phải lớn vì:

Số bội giác của kính thiên văn ngắm chừng ở vô cực được xác nhận bởi:  (G_propto = frac{tanalpha }{tanalpha_0}=frac{f_1}{f_2})

Để xem xét được ảnh của vật bằng kính thiên văn ta bố trí thị kính để ảnh qua thị kính (A_2B_2) là ảnh ảo, nằm trong hạn chế thấy rõ (C_cC_v) của mắt, tức là ảnh (A_1B_1) phải nằm trong khoảng (O_2F_2).  Chính vì vậy (f_2) phải vào khoảng cen-ti-mét.

Mong muốn G có giá trị lớn thì ta phải tăng giá trị của (f_1) => tiêu cự vật kính của kính thiên văn phải lớn

Câu 2: Vật kính của một kính thiên văn dùng ở trường học có tiêu cự (f_1 = 1,2 m). Thị kính là một thấu kính hội tụ có tiêu cự (f_2 = 4 cm). Tính khoảng cách giữa hai kính & số bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực.

Chỉ dẫn giải

Khoảng cách giữa vật kính & thị kính của kính thiên văn ngắm chừng ở vô cực: (O_1O_2 = f_1 + f_2 = 1,2 + 0,04= 1,24 m)

Số bội giác của kính thiên văn ngắm chừng ở vô cực: (G_infty =frac{f_{1}}{f_{2}} = frac{1,2}{0,04}=30) 

3. Luyện tập

3.1. Bài tập tự luận

Câu 1: Một kính thiên văn gồm vật kính có tiêu cự 100cm & thị kính có tiêu cự 4cm. Số bội giác của kính khi người mắt tốt xem xét Mặt Trăng trong tình trạng không điều tiết là bao nhiêu?

XEM THÊM  Kính thiên văn hoạt động ra sao?

Câu 2:  Một kính thiên văn học sinh gồm vật kính có tiêu cự 1,2m, thị kính. Khi ngắm chừng ở vô cực, số bội giác của kính là 30. Khoảng cách giữa vật kính & thị kính là

Câu 3: Một người mắt bình bình khi xem xét vật ở xa bằng kính thiên văn, trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực thấy khoảng cách giữa vật kính & thị kính là 62cm, số bội giác là 30. Tiêu cự của vật kính & thị kính lần lượt là

Câu 4: Nêu tác dụng & kết cấu của kính thiên văn.

Câu 5: Vẽ băng thông của chùm tia sáng qua kính thiên văn ngắm chừng ở vô cực.

3.2. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Một kính thiên văn gồm vật kính có tiêu cự 120cm & thị kính tiêu cự 5cm. Khoảng cách giữa hai thấu kính khi người mắt tốt xem xét Mặt Trăng trong tình trạng không điều tiết là

A. 125cm

B. 124cm

C. 120cm

D. Giải đáp khác

Câu 2: Người ta bố trí kính thiên văn theo cách nào sau đây?

A. Biến đổi khoảng cách giữa vật kính & thị kính bằng cách giữ nguyên vật kính, chuyển dịch thị kính sao cho chứng kiến ảnh của vật to & rõ nhất

B. Biến đổi khoảng cách giữa vật kính & thị kính bằng cách chuyển dịch thị kính sao cho chứng kiến ảnh của vật to & rõ nhất

C. Biến đổi khoảng cách giữa vật kính & thị kính bằng cách giữ nguyên thị kính, chuyển dịch thị kính sao cho chứng kiến ảnh của vật to & rõ nhất

D. Chuyển dịch phù hợp cả vật kính & thị kính sao cho chứng kiến ảnh của vật to & rõ nhất

Câu 3: Khi nói về kết cấu của lăng kính thiên văn, phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Vật kính là thấu kính phân kì có tiêu cự rất ngắn, thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn

XEM THÊM  Huawei muốn ‘lên trời’, phóng 10.000 vệ tinh xây dựng mạng 6G và tuyên chiến với Starlink của Tesla

B. Vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn, thị kính là thấu kính phân kì có tiêu cự ngắn

C. Vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự dài, thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn

D. Vật kính là thấu kính phân kì có tiêu cự dài, thị kính là thấu kính phân kì có tiêu cự ngắn

Câu 4: Khi nói về cách dùng kính thiên văn, phát biểu nào sau đây đúng?

A. Bố trí khoảng cách giữa vật & vật kính sao cho ảnh của vật qua kính nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt

B. Bố trí khoảng cách giữa vật kính & thị kính sao cho ảnh của vật qua kính nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt

C. Giữ nguyên khoảng cách giữa vật kính & thị kính, biến đổi khoảng cách giữa kính với vật sao cho ảnh của vật qua kính nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt

D. Giữ nguyên khoảng cách giữa vật kính & thị kính, biến đổi khoảng cách giữa mắt & thị kính sao cho ảnh của vật qua kính nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt

Câu 5: Người ta dùng kính thiên văn để xem xét những

A. vật rất nhỏ ở rất xa

B. vật nhỏ ở ngang trước vật kính

C. thiên thể ở xa

D. ngôi nhà cao tầng

4. Tổng kết

Qua bài giảng Kính thiên văn này, các em cần giải quyết 1 số mục tiêu mà bài mang ra như :

  • Nêu được tác dụng của kính thiên văn & kết cấu của kính thiên văn khúc xạ.

  • Vẽ được băng thông của chùm tia sáng qua kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực.

  • Seting & ứng dụng được phương pháp tính số bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực.

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Khoa học vũ trụ