Vật lý 11. Chương VII. Bài 34: Kính Thiên văn

I. Tóm tắt lý thuyết:

A. 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 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?

Bài 5: Dùng kính thiên văn gồm vật kính và thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự tương ứng là \[\;{f_1}\;\] và \[\;{f_2}\;\]. Một người sử dụng kính này ngắm chừng ở vô cực thì khoảng cách giữa vật kính và thị kính là?