Aufgabe 4 Das Fernrohr - Institut für...
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ForscherInnenwerkstatt Physik Graz, 12-2012 Aufgabe 4 Das Fernrohr Lösung: 1.1 Das Bild ist höhenverkehrt, seitenverkehrt und es erscheint „vergrößert“. 1.2 Erklärung: Die Lichtstrahlen verlaufen so wie in Abb. b gezeigt. Außerdem sieht das Auge das reelle Bild im Unendlichen. Abb. a Galilei-Fernrohr, b Keplerfernrohr 2.1 Das Bild ist aufrecht, seitenrichtig und es erscheint „vergrößert“. 2.2 Die Lichtstrahlen verlaufen so wie in Abb. a gezeigt. Außerdem sieht das Auge das virtuelle Bild im Unendlichen. Für SpezialistInnen: 1. Kepler-Fernrohrtyp: Der hintere Brennpunkt des Objektivs fällt mit dem vorderen Brennpunkt des Okulars zusammen, Die Baulänge (Tubuslänge) l ist daher gleich der Summe der Brennweiten 2 1 f f l + = . Das Bild ist verkleinert. Allerdings liegt es näher beim Auge als der Gegenstand, daher ist der Sehwinkel vergrößert und das Bild wirkt „vergrößert“. Diese Sehwinkelvergrößerung v wird als „Vergrößerung“ angegeben, man berechnet sie mit 2 1 f f v = . Zur Vergrößerung der Helligkeit baut man die Objektivlinse viel größer als die Okularlinse. Letztere braucht kaum größer als die Pupille des Auges zu sein. Diese Helligkeitsvergrößerung berechnet man mit 2 2 2 1 2 1 f f A A h = = . Dieser Fernrohrtyp wird heute nur mehr als Prismenfernrohr und als Hilfs- und Suchfernrohr für große Spiegelteleskopfernrohre verwendet. 2. Galilei-Fernrohrtyp: Entsprechendes gilt für diesen Fernrohrtyp. Wegen der vertauschten Lage der Brennpunkte gilt für die Baulänge (Tubuslänge) 2 1 f f l − = . Dieser Fernrohrtyp wird häufig als kleines, handliches „Opernglas“ benutzt.
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ForscherInnenwerkstatt Physik Graz, 12-2012
Aufgabe 4 Das Fernrohr Lösung: 1.1 Das Bild ist höhenverkehrt, seitenverkehrt
und es erscheint „vergrößert“.
1.2 Erklärung:
Die Lichtstrahlen verlaufen so wie in Abb. b gezeigt. Außerdem sieht das Auge das reelle Bild im Unendlichen.
Abb. a Galilei-Fernrohr, b Keplerfernrohr 2.1 Das Bild ist aufrecht, seitenrichtig und es erscheint „vergrößert“. 2.2 Die Lichtstrahlen verlaufen so wie in Abb. a gezeigt. Außerdem sieht das Auge das virtuelle Bild im
Unendlichen. Für SpezialistInnen:
1. Kepler-Fernrohrtyp: Der hintere Brennpunkt des Objektivs fällt mit dem vorderen Brennpunkt des Okulars zusammen, Die Baulänge (Tubuslänge) l ist daher gleich der Summe der Brennweiten
21 ffl += . Das Bild ist verkleinert. Allerdings liegt es näher beim Auge als der Gegenstand, daher ist der Sehwinkel vergrößert und das Bild wirkt „vergrößert“. Diese Sehwinkelvergrößerung v wird
als „Vergrößerung“ angegeben, man berechnet sie mit 2
1
ff
v = .
Zur Vergrößerung der Helligkeit baut man die Objektivlinse viel größer als die Okularlinse. Letztere braucht kaum größer als die Pupille des Auges zu sein. Diese Helligkeitsvergrößerung
berechnet man mit 22
21
2
1
ff
AA
h == .
Dieser Fernrohrtyp wird heute nur mehr als Prismenfernrohr und als Hilfs- und Suchfernrohr für große Spiegelteleskopfernrohre verwendet.
2. Galilei-Fernrohrtyp: Entsprechendes gilt für diesen Fernrohrtyp. Wegen der vertauschten Lage der Brennpunkte gilt für die Baulänge (Tubuslänge) 21 ffl −= . Dieser Fernrohrtyp wird häufig als kleines, handliches „Opernglas“ benutzt.
