7.4 Телескоп і його характеристики

1. Мета роботи

Вивчити будову телескопа на прикладі малого шкільного рефрактора й рефлектора «Міцар». Набути навичок роботи з оптичними приладами. Ознайомитися з найпростішими способами визначення характеристик телескопа.

2. Об'єкт та засоби досліджень

У роботі вивчаються: шкільний телескоп-рефрактор і телескоп-рефлектор «Міцар».

Для визначення характеристик використовуються: оптична лава, лабораторне джерело світла, екран, вимірювальна стрічка, мірний шаблон.

3. Робоче завдання

1. Зібрати телескоп та систему монтувань.

2. Провести необхідні вимірювання.

3. Визначити характеристики телескопа.

4. Зробити висновки щодо можливостей спостереження астрономічних об’єктів список яких наведені в додатку II.

4. Програма підготовки до виконання робочого завдання

1. Ознайомитися з метою роботи і робочим завданням.

2. Повторити й вивчити теоретичний матеріал, підготувати відповіді на контрольні запитання.

3. Ознайомитися з методичними вказівками щодо виконання робочого завдання.

4. Скласти план виконання робочого завдання.

5. Підготувати таблиці для запису результатів вимірювань і обчислень.

6. Методичні вказівки щодо виконання робочого завдання

1. Категорично забороняється спостерігати Сонце в телескоп, якщо об'єктив не прикритий нейтральним світлофільтром.

2. Обережно поводитися з оптикою телескопа, не доторкатися до лінз і дзеркал.

3. При визначенні фокусних відстаней об'єктив і окуляр телескопа слід вважати тонкими лінзами.

5. Контрольні запитання

1. Головні характеристики лінз та дзеркал.

2. Призначення телескопа.

3. Телескоп як афокальна система. Хід променів у телескопі.

4. Характеристики телескопа.

5. Типи окулярів та їх характеристики.

6. Монтування телескопа.

7. Зміст звіту

Звіт про лабораторну роботу має містити:

1. Протокол лабораторної роботи.

2. Конспективні відповіді на контрольні запитання.

3. План виконання робочого завдання.

4. Результати вимірювань та обчислень.

5. Оцінку похибки отриманих результатів.

6. Висновки.

8. Література

1. Климишин І.А. Астрономія. - Львів: Світ, 1993. - 384 с.

2. Загальна фізика: Лабораторний практикум.: Навч. посібник /В.М. Барановський, П.В. Бережний, І.Т. Горбачук та ін.; За заг. ред. І.Т.Горбачука. -К. :Вища школа,1992. - 509 с.

3. Одарич В.А. Основи теорії методів розрахунку оптичних систем. Частина I. Ідеальна оптична система та аберації зображення: Навч. посібник. — К.: Київський університет, 2001. — 197 с.

4. Кононович Э.В., Мороз В.И. Общий курс астрономии: Учебное пособие / Под ред. В.В. Иванова. — М.: Едиториал УРСС, 2001. — 544с.

5. Мартынов Д.Я. Курс практической астрофизики, М.: Наука, 1977.– 544 с.

6. Сикорук Л.Л. Телескопы для любителей астрономии. - М.: Наука, 1982.

9. Додаток I

1. Призначення телескопа

Як показує назва, телескоп [грец. tele - далеко, вдалину і skopeo – дивлюсь, розглядаю, спостерігаю] призначений для розглядання досить віддалених предметів. Він «наближає» усі предмети в сотні й тисячі разів. Однак потрібно дещо узагальнити це визначення, яке сягає ще часів Галілея й Декарта.

Можливості людського зору обмежені. Дві світні точки око сприймає окремо, а не як одну, що зливається, лише за умови, коли кутова відстань між цими точками не менша певної межі. Ця межа називається розрізнювальною кутовою відстанню, а її обернена величина — роздільною здатністю, або гостротою зору ока. За одиницю гостроти зору лікарі приймають гостроту зору такого ока, яке розрізняє кут в одну кутову мінуту. Це середня гострота зору нормального ока. Слід зауважити, що вказана величина розрізнюваної кутової відстані має місце за умови, коли спостережуваний об`єкт добре освітлений.

Ділянка предмета, зображення якої знаходиться всередині розрізнюваної кутової відстані, сприймається як точка, і ніяке розпізнавання деталей у межах цієї ділянки неможливе. Наприклад, міліметрові поділки лінійки ми розрізняємо на відстані не більшій 2-2,5 м, а на поверхні Місяця людина може розрізнити утворення розмірами не менше 150 км.

Наближаючи предмет до ока, ми зменшуємо ту його частину, яка “вирізається” розрізнюваною кутовою відстанню, і, отже, одержуємо можливість розрізняти дрібні деталі. Однак наближення об`єкта обмежує здатність до акомодації, і для нормального ока найбільш зручною виявляється відстань 25 см (відстань найкращого зору). Із зусиллям людина може розглядати предмет на відстані до 10 см.

Подальше покращення розпізнавання деталей можливе за допомогою оптичних приладів, які дають спільне з оком зображення на сітківці.

Небесні світила (за винятком Сонця)знаходяться дуже далеко від Землі. Внаслідок цього їхні кутові розміри надзвичайно малі а їхнє випромінювання, що падає на поверхню Землі, надзвичайно слабке. Телескопи збільшують кутові розміри небесних світил і кутові відстані між ними. В ряді випадків це дає змогу розрізнити об`єкти, які не розрізняються неозброєним оком.

Допомогти розрізнити об'єкти, розміщені на малій кутовій відстані один від одного і тому не розрізнені неозброєним оком, — перше призначення телескопа.

Зіниця людського ока навіть у повній темряві має діаметр не більше 6-7 мм. Через такий малий отвір проходить так мало світла, що око людини не бачить зірок слабших 8-ї зоряної величини. Отвір (вхідна зіниця) телескопа значно більший, ніж зіниця ока, тому об'єктив збирає набагато більше світла, спрямовуючи його до ока спостерігача, тобто телескоп ніби збільшує зіницю до розмірів об'єктива.

Пропорційне площі об'єктива збільшення світлових потоків небесних об`єктів, які телескоп спрямовує на приймач випромінювання, — друге призначення телескопа.

Сучасні телескопи дають змогу спостерігати об'єкти, які мають блиск до 26,5^m , а космічний телескоп Хабла — 29-30^m .