Giải Lý 11 SGK nâng cao Chương 7 Bài 54 Kính thiên văn

Trong các trường hợp sau, trường hợp nào sử dụng kính thiên văn khúc xạ để quan sát rõ vật là đúng?

A. Thay đổi khoảng cách giữa vật kính và thị kính bằng cách giữ nguyên vật kính, dịch chuyển thị kính sao cho nhìn thấy ảnh của vật to và rõ nhất.

B. Thay đổi khoảng cách giữa vật và kính bằng cách dịch chuyển kính so với vật sao cho nhìn thấy ảnh của vật to và rõ nhất.

C. Thay đổi khoảng cách giữa vật kính và thị kính bằng cách giữ nguyên thị kính, dịch chuyển vật kính sao cho nhìn thấy ảnh của vật to và rõ nhất.

D. Dịch chuyển thích hợp cả vật kính và thị kính sao cho nhìn thấy ảnh của vật to và rất nhỏ.

Hướng dẫn giải:

Sử dụng thiên văn khúc xạ để quan sát rõ vật, ta có thể thay đổi khoảng cách giữa vật kính và thị kính bằng cách giữ nguyên vật kính, dịch chuyển thị kính sao cho nhìn thấy ảnh của vật to và rõ nhất.

Chọn đáp án A.

Vật kính của một kính thiên văn học sinh có tiêu cự f₁ = 1,2m; thị kính là thấu kính hội tụ có tiêu cự f₂ = 4cm. Tính khoảng cách giữa hai kính và số bội giác của kính thiên văn trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực.

Hướng dẫn giải:

Sơ đồ tạo ảnh:

• Trường hợp ngắm chừng ở vô cực:

\({d_2}^\prime  = \infty  \Rightarrow {d_2} = {f_2}\)

• Khoảng cách giữa vật kính và thị kính:

\(\begin{array}{l} {O_1}{O_2} = d{'_1} + {\rm{ }}{d_2} = {f_1} + {\rm{ }}{f_2} = 120 + 4 = 124cm\\ \Rightarrow {G_\infty } = \frac{{{f_1}}}{{{f_2}}} = \frac{{120}}{4} = 30 \end{array}\)

Một kính thiên văn khúc xạ được điều chỉnh cho một người có mắt bình thường nhìn được ảnh rõ nét của vật ở vô cực mà không phải điều tiết. Khi đó vật kính và thị kính cách nhau 62cm và số bội giác G = 3.

a) Xác định tiêu cự của vật kính và thị kính.

b) Vật quan sát là mặt trăng có góc trông \({\alpha _0} = \left( {\frac{1}{{100}}} \right)rad\) . Tính đường kính của ảnh Mặt Trăng cho bởi vật kính.

Hướng dẫn giải:

Sơ đồ tạo ảnh:

a) Ta có: 

$\begin{array}{c}\mathrm{}\end{array}$\(\left\{ \begin{array}{l}
{O_1}{O_2} = {f_1} + {f_2} = 62\\
{G_\infty } = {f_1}{f_2} = 30
\end{array} \right.\)

Giải hệ phương trình ta được: f₁= 60 (cm) và f₂ = 2 (cm)

b) Góc trông Mặt Trăng: \({\alpha _0} = \left( {\frac{1}{{100}}} \right)rad\)

Ta có:  

\(\begin{array}{l} \tan {\alpha _0} = \frac{{{A_1}{B_1}}}{{{f_1}}} \approx {\alpha _0}\\ \Rightarrow {A_1}{B_1} = {\alpha _0}{f_1} = 60.\frac{1}{{100}} = 0,6cm \end{array}\)

Vậy đường kính của ảnh Mặt Trăng cho bởi vật kính là 0,6 cm

Năm 1610, Ga-li-lê đã quan sát thấy 4 vệ tinh của Mộc tinh. Ganymede là một trong 4 vệ tinh đó và là vệ tinh lớn nhất trong số các vệ tinh của các hành tinh trong hệ Mặt Trời. Đường kính xích đạo của nó khoảng 5262km. Nếu Ga-li-lê muốn quan sát thấy vệ tinh này khi nó cách xa Trái Đất là 630 000 000 km thì ông phải dùng kính thiên văn có số bội giác ít nhất là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Góc trông \({\alpha _0}\) khi quan sát vệ tinh Ganymede của Mộc Tinh: 

\(\begin{array}{l} \tan {\alpha _0} = \frac{{AB}}{l} = \frac{{5262}}{{630000000}} = 8,{35.10^{ - 6}}rad\\ \Rightarrow {\alpha _0} \approx 8,{35.10^{ - 6}}rad \end{array}\)$$

Để trông thấy vệ tinh qua kính thiên văn thì  \(\alpha  \ge 1\) phút = 3.10^-4rad.

\(\begin{array}{l} \Rightarrow G = \frac{\alpha }{{{\alpha _0}}} \ge \frac{{{{3.10}^{ - 4}}}}{{8,{{35.10}^{ - 4}}}}\\ \Rightarrow G \ge 35,92 \end{array}\)

Trên đây là nội dung hướng dẫn giải chi tiết bài tập SGK nâng cao môn Vật lý 11 Chương 7 Bài 54 Kính thiên văn được trình bày rõ ràng, cụ thể với phương pháp ngắn gọn và khoa học. Hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh lớp 11 học tập thật tốt!