Лабораторная работа «малые телескопы и определение их характеристик»




Скачать 94.68 Kb.
НазваниеЛабораторная работа «малые телескопы и определение их характеристик»
Дата конвертации01.06.2013
Размер94.68 Kb.
ТипЛабораторная работа
Лабораторная работа


«МАЛЫЕ ТЕЛЕСКОПЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК»


Цель работы: Изучение устройства малых телескопов и их характе­ристик. Подготовка телескопов к наблюдениями.

Оборудование: Школьный телескоп-рефрактор, менисковый телескоп Максутова.

Вопросы к допуску: I. Назначение телескопов; 2) схемы телескопов: а) системы Ньютона; б) телескопа-рефрактора; в) мениского телескопа Максутова; 3) основные характеристики малых телескопов и методы их определения.

Краткие теоретические сведения:

Телескоп имеет три основных назначения; I) собирать излучения от небесных светил на приемное устройство (глаз, фотографическую пластинку спектрограф и т.д.);

строить в своей фокальной плоскости изображение объекта
или определенного участка неба;

помочь различить объекты, расположенные на близком расстоянии друг от друга и поэтому неразличимые невооруженным глазом.

Для наблюдения учащимися небесных светил при прохождении курса астрономии в X классе, а также в работе астрономических кружков могут быть использованы различные типы телескопов, вы­пускаемые промышленностью. Рассмотрим устройство двух из них.

Телескоп – рефрактор.

Телескоп – рефрактор может быть использован как в школах, так и высших педагогических учебных заведениях.

В комплект телескопа входят: зрительная труба-тубус с объективом и визирами, муфта с механизмом фокусировки и окулярной частью трубы – тубуса; экваториальная установка с механизмом точной для наводки; тягой и противовесами (большой и малый); окулярная обойма с зеркалом и сменными окулярам; штанга с подвижным экраном; штатив; противоросник; диафрагма; защитный колпачок.



Телескоп - рефрактор


Основная оптическая характеристика

Фокусное расстояние окуляров

окуляр Кельнера

f =28 мм

окуляр Кельнера

f =20 мм

окуляр симметричный

f =10 мм

фокусное расстояние объектива

800 мм

относительное отверстие

1:10.

Поле зрения трубы:

при окуляре f=28 мм

1°35

при окуляре f=20 мм

1°07

при окуляре f=10 мм

30.

Видимое увеличение трубы:

при окуляре f=28 мм

28,5х

при окуляре f=20 мм

40х

при окуляре f=10 мм

80х.


Видимое увеличение окуляров:

окуляра Кельнера f=28 мм

8,9х,

окуляра Кельнера f=20 мм

12,5x,

окуляра симметричного f=10 мм

25х.

Параметры кинематики:

общий угол поворота по часовому углу - 360°,

общий угол поворота по азимуту - 360°,

угол поворота микрометрическим ключом - 8°.

Оптическая часть телескопа.

В рефракторе изображение создается стеклянной линзой (или системой линз) - объективом, который, преломляя падающие на него лучи, собирает их в фокальной плоскости. Изображение, полученное объективом, рассматривается в особую сложную лупу, называемую окуляром, или фотографируется.

Одним из основных недостатков рефракторов является хро­матическая аберрация. Линза объектива отчасти ведет себя как призма и не только преломляет лучи света, но и разлагает их на составные цвета.

При этом фокус красных лучей располагается дальне от объектива, чем фокус синих лучей.

При фокусировке на желто-зеленые лучи, к которым особенно чувствителен глаз, изображение светила окружено красной и синей каймой.

Ахроматический объектив, примененный в данном телескопе (из двух линз), значительно устраняет хроматическую аберра­цию.

Установка телескопа.

Школьный телескоп - рефрактор имеет экваториальную головку, что позволяет в процессе наблюдений перемещать его за наб­людаемые объектом только одним ведущим ключом по часовому углу, т.е. в сторону видимого суточно­го вращения небесной сферы. Поэтому для проведения качествен­ных наблюдений в телескоп он, прежде всего, должен быть пра­вильно установлен. Независимо от места и способа установки (временный или стационарный) телескопа необходимо, чтобы южная область небосклона была совершенно открыта и доступна обзору в секторе около 160°, т.е. примерно по 80° к западу и к востоку от направления на юг. Телескоп всегда устанавливается в одном и том же месте площадки, для чего необходимо отметить на ней точное место установки штатива рефрактора. Это необходимо потому, что полярная ось телескопа устанавливается в плоскости небесного меридиана.

Телескоп направляют на юг вдоль полуденной линии, придают тубусу наклон к горизонту, равняй 90°- f, и закрепляют его в этом положении крепящими винтами 9 и 10. В таком положении тубус телескопа лежит приблизительно в плос­кости небесного меридиана и направлен на точку пересечения небесного экватора с небесным меридианом.

Далее наблюдают прохождение какой-либо звезды через поле зрения телескопа. Если звезда перемещается справа налево по горизонтали и поля зрения, то телескоп установлен правильно, т.е. его полярная ось лежит в плоскости небесного мер.

При временной установке телескопа на открытой площадке, когда каждый раз перед наблюдениями телескоп приходится заново устанавливать, может быть достигнуто только первое приближение его правильной установки, что позволяет проводить успешные визуальные наблюдения всех доступных телескопу не­бесных светил.

Менисковый телескоп Максутова.

Менисковый телескоп Д. Д. Максутова предназначен для средних шкал в качестве учебного прибора для демонстрации учащимся небесных светил и явлений, иллюстрирующих проходимый в школах курс астро­номии.

С помощью телескопа можно наблюдать:

1.Солнечные пятна и их движение, связанное с вращением Солнца вокруг своей оси

2. лунные цирки, горные цепи, трещины и моря,

3. Венеру и смену ее фаз,

4. Марс, его полярные "снежные шапки" и главнейшие детали на поверхности,

5. Юпитер с темными экваториальными полосами, с четырьмя вра­щающимися вокруг него спутниками,

6. Сатурн с кольцом,

7. двойные звезды с взаимным расстоянием до 2”2 /секунды/ дуги,

8. звездные скопления: Плеяды, в созвездиях Персея, Геркулеса и др.,

9. туманности: в созвездиях Ориона, Андромеды и др.,

10. переменные звезды.

Портативность и высокие оптические качества конструкции те­лескопа обеспечивают применение его в школах, любительских круж­ках по астрономии, педучилищах и институтах, клубах и отдельными любителями астрономии.

В телескопе главное вогнутое /1/ и вторичное /2/ зеркала имеют сферическую поверхность. Сферическая аберрация этих двух зеркал исправлена тем, что лучи света прежде проходят через ахроматический мениск, компенсирующий сферическую аберрацию зеркал, но не вносящий хроматизма.

Менисковый телескоп

Параллельный пучок лучей от бесконечно удаленной точки /звезды, планеты/ падает на мениск, преломляется в нем, приобретая необходимую для компенсации сферическую аберрацию, затем падает на главное зеркало /2/, отражается от него и падает на вторичное зеркало /3/, затем снова отражается и образует безаберрационное изображение точки /звезды, планеты/ в фокусе телескопа. B фокальной плоскости /фокусе/ телескопа образуется перевернутое на 1800 изображение предметов, имеющие верх внизу и левую сторону справа.

ТЕЛЕСКОП ОБЛАДАЕТ СЛЕДУЮЩЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ:

Фокусное расстояние окуляров

28мм.

10мм.

Увеличение

25х

70х

Диаметр свободного отверстия объектива

70 мм

70 мм

Фокусное расстояние объектива

704 мм

704 мм

Предельный угол разрешения

6”5

2”2

Диаметр зрачка выхода

2,8 мм

I мм

Расстояние зрачка выхода от последней поверхности глазной линзы окуляра

14,5 мм

11,5мм

Длина трубы телескопа с окуляром

250мм

220 мм

Телескоп Максутова


Основные характеристики малых телескопов.

Основными характеристиками телескопа является его фокусное расстояние F, диаметр объектива D и отно­сительное отверстие (светосила).

(1)

Оптическая длина телескопа

L=F+f, ( 2)

а даваемое телескопом увеличение

, (3 )

где f- фокусное расстояние окуляра, измеряется в миллиметрах;

ρ — угловые раз­меры светила при наблюдении невооруженным глазом и β — угловые размеры того же светила при наблюдении в телескоп, выраженные в минутах и секундах дуги (,);

Наибольшее увеличение, допускаемое телескопом при хороших атмосферных условиях,

Wm=2D, (4)

а минимальное увеличение, необходимое для разделения двойных звезд и называемое разрешающим увеличе­нием,

Wp= (5)

где D — диаметр объектива, выраженный в миллимет­рах.

Линейные размеры изображения светила в фокусе телескопа

d=F*tgρ, (6)

где d- измеряется в миллиметрах.

Разрешающая сила телескопа Р характеризуется наименьшим угловым расстоянием между звездами, при котором обе звезды видны рядом, не сливаясь, друг с другом:

(7)

причем D — в миллиметрах.

Проницающая сила телескопа mТ характеризуется предельной звездной величиной звезд, доступных на­блюдениям в телескоп в темную, безоблачную ночь:

mТ=2,10 + 5 lgD, (8) где D выражен в миллиметрах.

Диаметр поля зрения телескопа, выраженный в ми­нутах дуги ('),

(9)

и более точно определяется по прохождению звезды по диаметру поля зрения неподвижного телескопа:

(10) где τ - продолжительность прохождения звезды, выра­женная в секундах, и δ - склонение звезды.


ЗАДАЧИ.

  1. Определить светосилу, разрешающую и проницающую силу, наибольшее и разрешающее увеличение школьного менискового телескопа Максутова и школьного телескопа-рефрактора (модель 1960г.), если первый имеет диаметр 70 мм и фокусное расстояние 70,4 см, а второй- диаметр 80 мм и фокусное расстояние 80 см.

  2. Найти оптическую длину, увеличение и диаметр поля зрения телескопов с фокусными расстояниями 6 м и 16,5 м при использовании окуляров с фокусными расстояниями 40 мм, 20 мм и 5 мм.

  3. Угловые диаметры планет Марса и Юпитера при среднем противостоянии, равны соответственно 18 и 49. Какие увеличения необходимо применить для того, чтобы в телескоп диски этих планет были видны величиной с луну для невооруженного глаза? Угловой диаметр Луны равен 32.

  4. Определить линейный диаметр фотографического изображения планеты Марс, полученного при помощи самого крупного в мире телескопа-рефрактора с фокусным расстоянием 19 м, при угловом диаметре Марса, равном 24,8.

  5. Сколько времени могут быть видны звезды Процион ( малого Пса), Капелла ( Возничего) и Полярная ( Малой Медведицы) в поле зрения неподвижного телескопа при увеличении в 100 раз, если склонения этих звезд равны соответственно +529, +4554 и + 8846?

  6. Возможно ли с помощью школьного телескопа – рефрактора увидеть планеты Марс, Венера и Плутон? Если нет, то почему?

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Лабораторная работа «малые телескопы и определение их характеристик» iconЛабораторная работа №13 определение основных характеристик
Цель работы – определение периода, числа штрихов на 1 мм, угловой дисперсии и разрешающей способности дифракционной решетки

Лабораторная работа «малые телескопы и определение их характеристик» iconЛабораторная работа 05
Цель работы: Снятие характеристик самостоятельного электрического разряда в неоновой лампе и определение времени релаксации

Лабораторная работа «малые телескопы и определение их характеристик» iconЛабораторная работа №7 Исследование характеристик полупроводниковых диодов
Цель работы  экспериментальное определение вольт-амперных характеристик полупроводниковых диодов и стабилитронов, а также исследование...

Лабораторная работа «малые телескопы и определение их характеристик» iconЛабораторная работа №2 "Измерение относительной влажности воздуха с помощью термометра" Лабораторная работа №3 "Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ее различных участках"!
Лабораторная работа №7" Определение выталкивающей силы, действующее на погруженное в жидкость тело"

Лабораторная работа «малые телескопы и определение их характеристик» iconЛабораторная работа №4 Измерение характеристик и определение параметров транзистора по схеме с общей базой
Цель работы состоит в определении входных и выходных характеристик транзистора по схеме с общей базой и вычислении на этой основе...

Лабораторная работа «малые телескопы и определение их характеристик» iconЛабораторная работа №44 изучение полупроводникового триода
Ознакомление с устройством и работой полупроводникового триода, снятие входной и выходной характеристик, определение коэффициента...

Лабораторная работа «малые телескопы и определение их характеристик» iconЛабораторная работа э 12 изучение электромагнитных
Цель работы: наблюдение электромагнитных затухающих колебаний на осциллографе, определение основных характеристик таких колебаний,...

Лабораторная работа «малые телескопы и определение их характеристик» iconЛабораторная работа №3 определение электроемкости конденсатора
Определение электрической емкости плоского конденсатора с помощью мостовой схемы. Определение относительной диэлектрической проницаемости...

Лабораторная работа «малые телескопы и определение их характеристик» iconЛабораторная работа №21 определение характеристик
Ознакомление со свойствами излучения и принципом действия оптических квантовых генераторов (лазеров) непрерывного действия. Ознакомление...

Лабораторная работа «малые телескопы и определение их характеристик» iconПрограмма собеседования по направлению «Автоматизация и управление»
Управляемость и наблюдаемость. Определение характеристик объектов управления методами активного эксперимента. Методы определения...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница