Tóm tắt lý thuyết Vật lí 11 Bài 34: Kính thiên văn ngắn gọn, chi tiết sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm Vật lí 11 Bài 34.
Lý thuyết Vật lí 11 Bài 34: Kính thiên văn
1. Công dụng và cấu tạo của kính thiên văn
- Kính thiên văn là dụng cụ quang bổ trợ cho mắt, có tác dụng tạo ảnh có góc trông lớn đối với những vật ở rất xa [các thiên thể].
- Kính thiên văn gồm hai bộ phận chính:
+ Vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự lớn [có thể đến hàng chục mét].
+ Thị kính là một kính lúp để quan sát ảnh tạo bởi vật kính.
- Vật kính và thị kính được lắp đồng trục, có thể thay đổi được khoảng cách.
2. Sự tạo ảnh bởi kính thiên văn
- Vật kính tạo ảnh thật của vật [ở vô cực] tại tiêu diện ảnh. Thị kính giúp mắt quan sát ảnh này.
- Ảnh của thiên thể tạo bởi kính thiên văn là ảnh ảo, ngược chiều với vật, có góc trông lớn hơn nhiều lần so với góc trông trực tiếp vật.
- Khi sử dụng kính thiên văn, mắt người quan sát được đặt sát thị kính. Phải điều chỉnh kính bằng cách dời thị kính sao cho ảnh sau cùng nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt.
- Để có thể quan sát trong khoảng thời gian dài mà không bị mỏi mắt, ta đưa ảnh sau cùng ra vô cực: ngắm chừng ở vô cực [nếu mắt không có tật].
3. Số bội giác của kính thiên văn
- Xét trường hợp ngắm chừng ở vô cực:
Ta có: G∞=αα0≈tanαtanα0
tanα=A1'B1'f2; tanα0=A1'B1'f1
⇒G∞=f1f2
- Số bội giác của kính thiên văn trong điều kiện này không phụ thuộc vị trí đặt mắt sau thị kính.
Trắc nghiệm Vật Lí 11 Bài 34: Kính thiên văn
Câu 1. Kính thiên văn khúc xạ gồm hai thấu kính hội tụ: vật kính có tiêu cực lớn, thị kính có tiêu cự nhỏ, khoảng cách giữa chúng có thể thay đổi được.
- Kính thiên văn là dụng cụ quang bổ trợ cho mắt, có tác dụng tạo ảnh có góc trông lớn đối với các vật ở xa.
Hình minh họa kính thiên văn hiện đại được sử dụng cho cá nhân
- Kính thiên văn gồm hai bộ phận chính:
+ Vật kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự dài [và dm đến vài m].
+ Thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn [vài cm].
- Vật kính và thị kính đặt đồng trục, khoảng cách giữa chúng thay đổi được.
2.2. Sự tạo ảnh bởi kính thiên văn
- Hướng trục của kính thiên văn đến vật AB ở rất xa cần quan sát để thu ảnh thật \[A_1B_1\] trên tiêu diện ảnh của vật kính.
- Sau đó thay đổi khoảng cách giữa vật kính và thị kính để ảnh cuối cùng \[A_2B_2\] qua thị kính là ảnh ảo, nằm trong giới hạn nhìn rỏ của mắt và góc trông ảnh phải lớn hơn năng suất phân li của mắt.
- Mắt đặt sau thị kính để quan sát ảnh ảo này.
- Để có thể quan sát trong một thời gian dài mà không bị mỏi mắt, ta phải đưa ảnh cuối cùng ra vô cực, gọi là ngắm chừng ở vô cực.
Kính thiên văn là dụng cụ quang bổ trợ cho mắt, có tác dụng tạo ảnh có góc trông lớn đối với những vật ở rất xa [các thiên thể].
Kính thiên văn có hai bộ phận chính:
+ Vật kính \[{L_1}\] là một thấu kính hội tụ có tiêu cự lớn [nhiều mét].
+ Thị kính \[{L_2}\] là một kính lúp để quan sát ảnh tạo bởi vật kính
B. Sự tạo ảnh bởi kính thiên văn
Vật kính tạo ảnh thật của vật [ở vô cực] tại tiêu diện ảnh. Thị kính giúp mắt quan sát ảnh này.
Ảnh của thiên thể tạo bởi kính thiên văn là ảnh ảo có góc trông tăng nhiều lần.
Khi sử dụng kính thiên văn, mắt người quan sát được đặt sát thị kính. Phải điều chỉnh kính bằng cách dời thị kính sao cho ảnh sau cùng nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt.
Để có thể quan sát trong một thời gian dài mà không bị mỏi mắt, ta phải đưa ảnh sau cùng ra vô cực: ngắm chừng ở vô cực
C. Số bội giác của kính thiên văn
Xét trường hợp ngắm chừng ở vô cực
Ta có: \[{G_\infty } = \frac{\alpha }{{{\alpha _0}}} = \frac{{\tan \alpha }}{{\tan {\alpha _0}}}\]
Vì \[\tan \alpha = \frac{{{A_1}{B_1}}}{{{f_2}}};\tan {\alpha _0} = \frac{{{A_1}{B_1}}}{{{f_1}}};\][mỗi thiên thể có góc trông \[{\alpha _0}\] nhất định].
Do đó: \[{G_\infty } = \frac{{{f_1}}}{{{f_2}}}\]
Số bội giác của kính thiên văn trong điều kiện này không phụ thộc vị trí đặt mắt sau thị kính.
II. Bài tập minh hoạ:
Bài 1: 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 và thị kính là bao nhiêu?
Giải:
\[\begin{array}{l} {f_1} = 1,2m;\\ {G_\infty } = \frac{{{f_1}}}{{{f_2}}} = 30\\ \= > {f_2} = \frac{{{f_1}}}{{{G_\infty }}} = 0,04m \end{array}\]
Khi ngắm chừng ở vô cực, khoảng cách giữa vật kính và thị kính là:
\[{O_1}{O_2}\; = {\rm{ }}{f_1}\; + {\rm{ }}{f_2}\; = {\rm{ }}1,24m{\rm{ }} = {\rm{ }}124cm.\]
Bài 2: Một kính thiên văn gồm vật kính có tiêu cự 100cm và thị kính có tiêu cự 4cm. Số bội giác của kính khi người mắt tốt quan sát Mặt Trăng trong trạng thái không điều tiết là bao nhiêu?
Bài 3: Một kính thiên văn gồm vật kính có tiêu cự 120cm và thị kính tiêu cự 5cm. Khoảng cách giữa hai thấu kính khi người mắt tốt quan sát Mặt Trăng trong trạng thái không điều tiết là bao nhiêu?
Bài 4: Một người mắt bình thường khi quan sát vật ở xa bằng kính thiên văn, trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực thấy khoảng cách giữa vật kính và thị kính là 62cm, số bội giác là 30. Tiêu cự của vật kính và thị kính lần lượt là bao nhiêu?