Câu C1 trang 264 SGK Vật lí 11 Nâng cao
Mộc Tinh là hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời, có đường kính tại xích dạo khoảng 143 000 km. Khi Mộc Tinh cách xa Trái Đất 630 000 000 km, từ Trái Đất, nhìn bằng mắt thường có thể thấy rõ Mộc Tinh không? Tại sao?
Giải
Góc trông Mộc Tinh bằng mắt thường từ Trái Đất:
\(\tan \alpha = {{AB} \over l} = {{143000} \over {630000000}} = 2,{27.10^{ - 4}} \)
\(\Rightarrow \alpha \simeq 2,{27.10^{ - 4}}rad\)
a < amin nên ta không thây rõ Mộc Tinh.
Câu C2 trang 264 SGK Vật lí 11 Nâng cao
Linh kiện quang thứ nhất trong kính thiên văn có thể là các loại linh kiện nào? Khi vật AB coi như ở xa vô cùng, nếu ta nhìn nó qua linh kiện này, thì ảnh A1B1 của nó sẽ nằm ở đâu và có tính chất gì?
Giải
Linh kiện quang thứ nhất trong kính thiên văn có thể là:
Thấu kính hội tụ có tiêu cự rất lớn trong kính thiên văn khúc xạ.
Gương cầu lõm có đường kính lớn trong kính thiên văn phản xạ.
Khi vật AB coi như ở xa vô cùng, nếu ta nhìn nó qua linh kiện này thì thấy được ảnh thật A1B1 của vật và A1B1 hiện lên tại tiêu diện ảnh của linh kiện.
Câu C3 trang 264 SGK Vật lí 11 Nâng cao
Linh kiện quang thứ hai có thể là các loại linh kiện nào? Khi nhìn A1B1 qua linh kiện quang thứ hai, để thấy ảnh cuối cùng dưới góc trông lớn thì A1B1 phải được đặt ở vị trí nào?
Giải
Linh kiện quang thứ hai là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (cỡ vài cm) có tác dụng như 1 kính lúp quan sát ảnh A1B1 trên. Để nhìn thấy ảnh cuối cùng dưới góc trông lớn thì A1B1 phải được đặt trong khoảng tiêu cự của linh kiện vì lúc đó độ bội giác \(G = {{{f_1}} \over {{d_2}}} > {G_\infty } = {{{f_1}} \over {{f_2}}}\left( {{d_2} < {f_2}} \right)\)
Câu C4 trang 265 SGK Vật lí 11 Nâng cao
Hãy so sánh cấu tạo của kính thiên văn khúc xạ và kính hiển vi.
Giải
Kính thiên văn khúc xạ và kính hiển vi đều có cấu tạo gồm hệ hai thấu kính hội tụ đồng trục: vật kính và thị kính, trong đó:
- Thị kính của chúng giống nhau (đều có tác dụng là kính lúp)
Vật kính có tiêu cự khác nhau: Tiêu cự rất dài (kính thiên văn) và tiêu cự cực ngắn (kính hiển vi).
Ngoài ra khoảng cách giữa vật kính và thị kính của kính hiển vi là xác định (không thay đổi) còn khoảng cách giữa hai kính của kính thiên văn thay đổi được.
Câu C5 trang 266 SGK Vật lí 11 Nâng cao
Hãy so sánh cách điều chỉnh kính khi ngắm chừng ở kính thiên văn khúc xạ và kính hiển vi. Tại sao lại có sự khác nhau đó?
Giải
Kính hiển vi quan sát vật rất nhỏ và ở rất gần vật kính, chỉ cần có sự điều chỉnh nhỏ thì ảnh quan sát được bị biến đổi rất nhiều, do đó phải cố định khoảng cách giữa vật kính và thị kính và điều chỉnh bằng cách di chuyển cả hệ ống kính.
Ngược lại, kính thiên văn quan sát các thiên thể cực kì to lớn và ở tận vô cực, do đó để ngắm chừng cần phải thay đổi khoảng cách giữa vật kính và thị kính.
Bài 1 trang 267 SGK Vật lí 11 Nâng cao
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.
Giải
A là trường hợp đúng.
Bài 2 trang 267 SGK Vật lí 11 Nâng cao
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.
Giải
Kính thiên văn khúc xạ có f1 = 1,2 (m), f2 = 4 cm, ngắm chừng ở vô cực.
Theo sơ đồ tạo ảnh:
\({d_2}' = \infty \Rightarrow {d_2} = {f_2}\)
Khoảng cách giữa vật kính và thị kính:
O1O2 = d'1 + d2 = f1+ f2 = 120 + 4 = 124 cm.
\( \Rightarrow {G_\infty } = {{{f_1}} \over {{f_2}}} = {{120} \over 4} = 30\)
Bài 3 trang 268 SGK Vật lí 11 Nâng cao
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 diều tiết. Khi đó vật kính và thị kính cách nhau 62 cm và số bội giác G = 30.
a) Xác định tiêu cự của vật kính và thị kính.
b) Vật quan sát là Mặt Trăng có góc trông \({\alpha _0} = \left( {{1 \over {100}}} \right)rad\). Tính đường kính của Mặt Trăng cho bởi vật kính.
Giải
Kính thiên văn khúc xạ ngắm chừng ở vô cực có \({G_\infty } = 30\) và khoảng cách giữa vật kính và thị kính O1O2 = 62 cm
a) Ta có: \(\left\{ {\matrix{{{O_1}{O_2} = {f_1} + {f_2} = 62} \cr {{G_\infty } = {{{f_1}} \over {{f_2}}} = 30} \cr} } \right.\)
Giải hệ phương trình ta được: f1= 60 (cm) và f2 = 2 (cm)
b) Góc trông Mặt Trăng \({\alpha _0} = {1 \over {100}}\left( {rad} \right)\)
Ta có: \(\tan {\alpha _0} = {{{A_1}{B_1}} \over {{f_1}}} \approx {\alpha _0}\)
\( \Rightarrow {A_1}{B_1} = {\alpha _0}{f_1} = 60.{1 \over {100}} = 0,6cm\)
Vậy đường kính của ảnh Mặt Trăng cho bởi vật kính là 0,6 cm
Bài 4 trang 268 SGK Vật lí 11 Nâng cao
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?
Giải
Góc trông \({\alpha _0}\) khi quan sát vệ tinh Ganymede của Mộc Tinh.
\(\tan {\alpha _0} = {{AB} \over l} = {{5262} \over {630000000}} = 8,{35.10^{ - 6}}rad\)
\( \Rightarrow {\alpha _0} \approx 8,{35.10^{ - 6}}rad\)
Để trông thấy vệ tinh qua kính thiên văn thì \(\alpha \ge \) 1 phút = 3.10-4rad.
\( \Rightarrow G = {\alpha \over {{\alpha _0}}} \ge {{{{3.10}^{ - 4}}} \over {8,{{35.10}^{ - 4}}}} \Rightarrow G \ge 35,92\)
Giaibaitap.me
