V. Построение трубы Галилея.

1.Начертить в произвольном масштабе ход лучей и построить изображение, полученное в трубе Галилея. С этой целью на листе бумаги размером 130х200 мм провести в продольном направлении главную оптическую ось трубы. В дальнейшем на чертеже придерживаться следующих размеров: диаметр линзы объектива 60 мм, фокусное расстояние 38 мм, расстояние от оптического центра объектива до предмета 97 мм, размер предмета (стрелки) 25 мм, фокусное расстояние линзы окуляра 15 мм, диаметр линзы окуляра 34 мм, расстояние между оптическими центрами объектива и окуляра 29 мм.

2.Изобразив линзу объектива, поместить перед ней предмет (стрелку АВ) так, чтобы основание стрелки (точка А) находилась на оптической оси и с таким расчетом, чтобы она отстояла от оптического центра линзы на расстоянии, превышающем двойное фокусное.

Для построения изображения точки В предмета пользоваться двумя лучами, выходящими из этой точки. Один из них проходит параллельно главной оптической оси. Преломившись в линзе объектива, он выйдет из нее в направлении главного фокуса линзы. Второй луч, идущий в направлении оптического центра линзы, проходит через нее, не изменяя направления.

3.Рассеивающую линзу окуляра поместить на оптической оси, на пути лучей, выходящих из объектива, с таким расчетом, чтобы она перехватила их, не дав пересечься. Фокусное расстояние окуляра взять меньшим по абсолютной величине фокусного расстояния объектива. После рассеивающей линзы лучи расходятся и действительного изображения не получается. Продолжение этих лучей в противоположную сторону дает точку пересечения, которая и является мнимым изображением точки В.

Для того чтобы определить направление лучей, прошедшие окуляр, а равно, как и мнимое продолжение их в противоположную сторону, поступить следующим образом: через точку, изображающую передний фокус окуляра (со стороны объектива), провести фокальную плоскость. На чертеже она изобразится прямой прерывистой линией, перпендикулярной главной оптической оси. Через оптический центр окулярной линзы провести две прямые прерывистые линии, параллельные падающим на окуляр лучам. Это будут две побочные оси. Отметить их пересечения с фокальной плоскостью точками F' и F". Получить, таким образом, два побочных фокуса, положения которых на фокальной плоскости поможет определить дальнейший ход лучей, прошедших окуляр: каждый из лучей пойдет в таком направлении, ри котором его продолжение в противоположную сторону пройдет через соответствующий ему побочный фокус. На пересечении мнимых лучей и получается изображение точки В.

4.Снять окуляр и добавочную линзу с только что построенной зрительной трубы и вновь совместить спицу с действительным изображением светящейся стрелки, даваемым объективом. Поместить между спицей и объективом в качестве окуляра рассеивающую линзу и найти такое положение окуляра, при котором через него будет видно четкое, крупное мнимое изображение светящейся стрелки.

3. Контрольные вопросы

1.Что называется углом зрения?
2.На каком удалении от объектива располагается предмет в случае микроскопа?
3.Где образуется изображение, даваемое объективом по отношению к окуляру микроскопа?
4.Чем отличается земная труба от трубы Кеплера?

4. Литература

Савельев И.В. Курс общей физики.– М.: Наука, 1998, т. 4, §3.6, §3.7, §3.8.
Иродов И.Е. Волновые процессы. Основные законы.– М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999, §3.3.