Bài 34: 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​

• 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.

• 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.

•  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 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

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 bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 34 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 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.

   

   

  • A. \(O_1O_2 = 1,24 m ; G_\propto =30\)
  • B. \(O_1O_2 = 1,24 m ; G_\propto =20\)
  • C. \(O_1O_2 = 1,42 m ; G_\propto =30\)
  • D. \(O_1O_2 = 1,42 m ; G_\propto =20\)

• Câu 2:

  Đặt \(f_1\) và \(f_2\) lần lượt là tiêu cự của vật kính và thị kính của kính thiên văn. Số bội giác của kính thiên văn ngắm chừng ở vô cực có biểu thức nào sau đây ?

  • A. \(f_1 + f_2\)
  • B.
  • C.
  • D. Biểu thức khác.

• Câu 3:

  Một người mắt không có tật dùng kính thiên văn để quan sát Mặt Trăng ở trạng thái không điều tiết. Khi đó khoảng cách giữa vật kính và thị kính là 90cm. Số bội giác của kính là 17. Tính các tiêu cự của vật kính và thị kính.

   

  • A. \(f_1=60cm; f_2=30cm\)
  • B. \(f_1=85cm; f_2=5cm\)
  • C. \(f_1=75cm; f_2=15cm\)
  • D. \(f_1=80cm; f_2=10cm\)

• Câu 4:

  Một kính thiên văn dùng trong nhà trường có tiêu cự \(f_1\) = 1m, thị kính là một thấu kính hội tụ có tiêu cự \(f_2\) = 4cm.

  Tính khoảng cách giữa hai kính và độ bội giác của kính thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực.

  • A. \(O_1O_2 = 102cm ; G_\propto =30\)
  • B. \(O_1O_2 = 144cm ; G_\propto =20\)
  • C. \(O_1O_2 = 104mm ; G_\propto =25\)
  • D. \(O_1O_2 = 104cm ; G_\propto =25\)

Câu 5- Câu 12: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 11 Bài 34 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 7 trang 216 SGK Vật lý 11

Bài tập 1 trang 267 SGK Vật lý 11 nâng cao

Bài tập 2 trang 267 SGK Vật lý 11 nâng cao

Bài tập 3 trang 268 SGK Vật lý 11 nâng cao

Bài tập 4 trang 268 SGK Vật lý 11 nâng cao

Bài tập 34.1 trang 93 SBT Vật lý 11

Bài tập 34.2 trang 93 SBT Vật lý 11

Bài tập 34.3 trang 93 SBT Vật lý 11

Bài tập 34.4 trang 93 SBT Vật lý 11

Bài tập 34.5 trang 94 SBT Vật lý 11

Bài tập 34.6 trang 94 SBT Vật lý 11

Bài tập 34.7 trang 94 SBT Vật lý 11

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 Chúng tôi sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!