Vật lý 11 Bài 34: Kính thiên văn


Tuy không phải là người chế tạo ra kính thiên văn đầu tiên nhưng Galileo là người đầu tiên đã sử dụng kính thiên văn để quan sát bầu trời.

Trong bài học này, chúng ta sẽ tìm hiểu về Kính thiên văn. Vậy thì kính thiên văn có cấu tạo như thế nào, tính chất và công dụng có những điểm gì đặc biệt, chúng ta sẽ được biết đến sau khi nghiên cứu nội dung bài học ngày hôm nay. Mời các em cùng nhau tìm hiểu nội dung của bài 34: Kính thiên văn

Tóm tắt lý thuyết

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 các vật ở xa.

Hình minh họa kính thiên văn hiện đại được sử dụng cho cá nhân​

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. 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 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.

3. Số bội giác của kính thiên văn

  •  Khi ngắm chừng ở vô cực:

    •   Ta có:  \(tan\alpha _0=\frac{A_1B_1}{f_1}\); \(tan\alpha =\frac{A_1B_1}{f_2}\)

    •   Do đó: \(G_\propto = \frac{tan\alpha }{tan\alpha_0}=\frac{f_1}{f_2}\)

    • Trong đó:

      • \(G_\propto\): số bội giác khi ngắm chừng ở vô cực không phụ thuộc vị trí 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 phụ thuộc vị trí đặt mắt sau thị kính.

Bài tập minh họa

Bài 1:

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 và số bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực.

Hướng dẫn giải:

  • Ta có: 

    • Khoảng cách giữa vật kính và thị kính của kính thiên văn ngắm chừng ở vô cực:  \(O_1O_2 = f_1 + f_2 = 1,24 m.\)

    • Số bội giác của kính thiên văn ngắm chừng ở vô cực có biểu thức: \(G_\infty =\frac{f_{1}}{f_{2}}=30\) 

Bài 2:

Giải thích tại sao tiêu cự vật kính của kính thiên văn phải lớn.

Hướng dẫn giải:

  • 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 định bởi:  \(G_\propto = \frac{tan\alpha }{tan\alpha_0}=\frac{f_1}{f_2}\)

    • Để quan sát được ảnh của vật bằng kính thiên văn ta điều chỉnh thị kính để ảnh qua thị kính \(A_2B_2\) là ảnh ảo, nằm trong giới hạn thấy rõ \(C_cC_v\) của mắt, tức là ảnh \(A_1B_1\) phải nằm trong khoảng \(O_2F_2\).  Vì vậy \(f_2\) phải vào khoảng cen-ti-mét.

    • 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

Lời kết

Qua bài giảng Kính thiên văn này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

  • Nêu được công dụng của kính thiên văn và cấu tạo của kính thiên văn khúc xạ.

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

  • Thiết lập và vận dụng được công thức tính số bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua làm các Giải bài tập Vật lý 11 Bài 34 và bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 34 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. Các em được làm bài thi MIỄN PHÍ để test kiến thức cho bản thân nhé.Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt, chuẩn bị sẵn sàng kiến thức để đạt thành tích cao nhất trong học tập nhé!

-- Mod Vật Lý 11 HỌC247

Được đề xuất cho bạn