8. Optikai eszközök: távcső és mikroszkóp . . 172

Optikai eszközök: távcső és mikroszkóp

1.

Mikroszkópmodell összeállítása:

• Szükséges anyagok:
• Két domború lencse (egy objektív lencsének és egy okulár lencsének).
• Lencsetartók vagy bármilyen eszköz, amely rögzíti a lencséket a megfelelő helyen.
• Rúd vagy keret, amely megtartja az összeszerelést.
• Egy kis tárgy (például hajszál vagy papírrészlet) vizsgálathoz.
• Lencsék fókusztávolsága:
• Az objektív (alsó lencse) fókusztávolsága legyen rövidebb (például 2 cm).
• Az okulár (felső lencse) fókusztávolsága legyen valamivel nagyobb (például 5 cm).
• Tárgy és lencsék elhelyezése:
• A vizsgálandó tárgyat helyezd az objektív fókusztávolságán kívülre, kb. 2,5 cm-re az objektívtől.
• Az objektívet és az okulárt helyezd el úgy, hogy a közöttük lévő távolság nagyobb legyen, mint a fókusztávolságuk összege (például 8-10 cm).

2. Látvány megfigyelése:

• A tárgyról keletkező kép az objektív segítségével egy fordított, nagyított, valódi kép lesz, amely az okulár fókusztávolságán belül helyezkedik el.
• Az okuláron keresztül nézve a végső kép:
• Nagyított, fordított, és látszólagos.

3. Távolságok jelölése:

• Az objektív és a tárgy távolságát: kb. 2,5 cm.
• Az objektív és az okulár közötti távolságot: kb. 8-10 cm (a pontos érték a lencsék paramétereitől függ).
• Az okulár és a szem közötti távolság rugalmas, de kényelmes nézési távolságot tarts (például kb. 2-4 cm).

Rajzod megtervezése:

A rajzhoz ábrázold:

• A két lencsét és a fókusztávolságukat (pl. f₁ és f₂).
• A vizsgálandó tárgy helyzetét.
• A lencséken keresztül haladó nevezetes sugarakat, amelyek a képalkotás folyamatát szemléltetik.

2.

A két domború lencsés távcsőmodell elkészítése remek lehetőség arra, hogy megértsd a távcsövek működésének alapelveit.

1. Távcsőmodell összeállítása:

• Szükséges elemek:
• Objektív lencse: Egy domború lencse, hosszabb fókusztávolsággal (pl. 20 cm).
• Okulár lencse: Egy másik domború lencse, rövidebb fókusztávolsággal (pl. 5 cm).
• Rögzítők, amelyek megtartják a lencséket.
• Egy rúd vagy cső, amelyhez a lencséket rögzíted, és amely összeköti őket.
• Lencsék elhelyezése:
• Helyezd az objektív lencsét a távcső elejére.
• Az okulár lencsét helyezd mögé úgy, hogy a két lencse fókuszpontja egybeessen. A lencsék közötti távolságnak tehát az objektív és az okulár fókusztávolságának összegével kell megegyeznie (pl. 20 cm + 5 cm = 25 cm).

2. Tárgy megfigyelése:

• Tegyél egy távoli tárgyat, például egy fát vagy egy oszlopot, a távcső elé.
• Nézz az okuláron keresztül, és finoman állítsd be a lencsék közötti távolságot a maximális élesség elérése érdekében.

3. A keletkezett kép jellemzői:

• A kép fordított és nagyított lesz.
• Az objektív lencse valódi, fordított képet hoz létre, amely az okulár lencsével tovább nagyított látszólagos képpé alakul.

4. Távolságok a rajzban:

Rajzold meg a következő elemeket:

• Az objektív lencsét, fókusztávolságát (fobjf_{\text{obj}}).
• Az okulár lencsét, fókusztávolságát (fokf_{\text{ok}}).
• A lencsék közötti távolságot (fobj+fokf_{\text{obj}} + f_{\text{ok}}).
• A tárgyról érkező párhuzamos sugarak útját az objektíven és okuláron keresztül.

3.

Camera obscura elkészítése:

• Szükséges anyagok:
• Egy teás- vagy cipősdoboz.
• Pauszpapír vagy más áttetsző papír.
• Tű vagy éles eszköz a lyuk készítéséhez.
• Ragasztószalag vagy gumi a rögzítéshez.
• Összeszerelés:
• Az egyik oldalon vágj ki egy kis kört vagy négyzetet a doboz falából, és ragaszd rá a pauszpapírt belülről.
• Az ellentétes oldalon készíts egy apró lyukat tűvel vagy szerszámmal. Ez lesz a camera obscura "objektívje".
• Zárd le a dobozt úgy, hogy ne jusson be más fény, csak a lyukon keresztül.
• Használat:
• Helyezd a camera obscurát úgy, hogy a lyuk a kívánt tárgy felé nézzen.
• Nézd meg a pauszpapíron keletkezett képet!

Érzékelhető tárgyak:

Legjobban működik:

• Fényes és jól megvilágított tárgyakkal, például faágakkal, házakkal vagy akár az égbolttal.
• Távoli, nagyobb tárgyakkal, mivel ezek tisztábban látszanak. Kisebb és kevésbé fényes tárgyakat nehezebb megkülönböztetni.

A keletkezett kép jellemzői:

• Fordított: A fény a lyukon áthaladva a pauszpapíron fordított képet alkot.
• Halvány: A kép nem lesz túl élénk, mivel a lyukon át bejutó fény mennyisége korlátozott.
• Valódi: A kép az objektum tényleges formáját tükrözi.

4.

Állítások értékelése mikroszkóp (M) és távcső (T) esetében:

• Van egy objektív- és egy okulárlencséje.
• Mindkettő (M, T): A mikroszkóp és a távcső is objektív- és okulárlencsével rendelkezik, amelyek képalkotásra szolgálnak.
• Közeli és távoli tárgyak megfigyelésére egyaránt alkalmas.
• Távcső (T): A távcső elsősorban távoli tárgyak megfigyelésére alkalmas. A mikroszkóp közeli tárgyakat vizsgál, így ez nem jellemző rá.
• A létrehozott kép fényszegény, így többnyire szükséges a tárgy erős megvilágítása.
• Mikroszkóp (M): A mikroszkóp esetében a kép gyakran fényszegény, ezért szükséges a tárgy megfelelő megvilágítása. A távcső nem igényel külön megvilágítást.
• Az okulárlencse fókuszpontja egybeesik az objektívlencse fókuszpontjával.
• Mindkettő (M, T): A mikroszkóp és a távcső működéséhez szükséges, hogy az objektív és az okulár fókuszpontjai megfelelően illeszkedjenek.
• Összességében a tárgyról kicsinyített, látszólagos képet hoz létre.
• Egyik sem: Sem a mikroszkóp, sem a távcső nem hoz létre kicsinyített, látszólagos képet; mindkettő nagyított képet alkot.
• A kép a tárgynál sokszorosan nagyobb.
• Mikroszkóp (M): A mikroszkóp sokszoros nagyítást hoz létre. A távcső is nagyít, de nem azonos mértékben.
• Létezik sztereo-, azaz kétszemes változata is.
• Mindkettő (M, T): Mikroszkóp és távcső esetében is léteznek sztereo (kétszemes) változatok.

5. Geogebra

Vissza