Описание экспериментальной установки и метода. Труба Галилея является одним из простых типов зрительной трубы

Труба Галилея является одним из простых типов зрительной трубы. Опти­ческая схема представлена на рис 4. Объективом этой трубы является положи­тельная линза, а окуляром - отрицательная, или рассеивающая линза. Задний фокус объектива и передний фокус окуляра совпадают в одной общей точке.

Луч, идущий от бесконечно удаленной точки на оси, падает на высоте . При выходе из объектива этот луч направляется в точку заднего фокуса , но на своем пути встречает отрицательную окулярную линзу. После преломления в ней луч выходит параллельно оптической оси на высоте . Параллельно оси луч выхо­дит вследствие совпадения точек фокусов объектива и окуляра.

Таким образом, если заменить положительный окуляр астрономической тру­бы, отрицательным, получается галилеева (земная) труба, дающая, в отличие от астрономической трубы Кеплера, прямые изображения.

При телескопическом ходе лучей в галилеевой трубе расстояние между объективом и окуляром равно разности их фокусных расстояний.

2.2.2. Порядок выполнения работы

Работу выполняют в следующей последовательности:

1. Собрать коллиматор, как указано в лабораторной работе 2.1.

2.Выбрать длиннофокусную положительную линзу для объектива и корот­кофокусную отрицательную для окуляра.

3. Собрать модель трубы Галилея по рис. 4 учитывая, что пучок парал­лельных лучей входит в линзу-объектив из коллиматора, а резкое изображение шкалы коллиматора наблюдается через вспомогательную зрительную трубу при точном совпадении второго и первого фокусов объектива и окуляра (коллиматор и вспомогательная зрительная труба на рис.4 отсутствуют).

Рис. 4

4. Вычислить увеличение трубы Галилея по формуле (6).

Определить экспериментально увеличение трубы Галилея по формуле:

учитывая, что угловое увеличение зрительной трубы равно отношению тангенсов углов зрения предмета с трубой и без неё.

Для этого предмет - шкала осветителя - наблюдается сначала через две тру­бы: собранную трубу Галилея и вспомогательную, а затем только через вспомога­тельную трубу при снятых со скамьи линзах, составляющих трубу Галилея. В обоих случаях производится измерение наблюдаемой шкалы по окулярной сетке вспомогательной трубы. Если результат измерения через две трубы , то, учиты­вая формулу , получим .

Контрольные вопросы

1. Нарисуйте ход лучей в системе, состоящей из собирающей и рассеиваю­щей линз?

2. Сравните ход лучей в астрономической трубе Кеплера и зрительной тру­бе Галилея.

3. В чем заключается явление хроматической аберрации, сферической абер­рации?

4. Для каких лучей применима формула линзы?

5. Почему для увеличения глубины резкости фотообъектива его нужно диафрагмировать?

2.3. Лабораторная работа