НОА 2019, II кръг (областен), 7–8 клас — Задача 4. Телескопи
XXII Национална олимпиада по астрономия 2019, областен кръг, възрастова група VII-VIII клас · 23 февруари 2019 г. · 12 т.
Условие
Астрономите използват телескопи вече четири столетия. С телескоп се наблюдават увеличени образи на космическите обекти. Увеличението се определя от отношението на фокусното разстояние на обектива на телескопа към това на окуляра. Освен това, телескопът събира повече светлина и ни дава възможност да виждаме космически обекти с много слаб блясък.
Разполагаме с три телескопа, показани на снимките – А, В и C. При трите телескопа използваме еднакви окуляри.
Фиг. 1
Фиг. 2
А) С телескоп А наблюдаваме птица, кацнала на далечно дърво. Това, което виждаме, е представено на Фиг. 1. С кой от другите два телескопа – В или С – ще виждаме птицата така, както е показано на Фиг. 2?
Б) Кой от трите телескопа ще изберем, за да наблюдаваме следните обекти:
- Луната
- планетата Сатурн с нейните пръстени
- галактиката в Андромеда (М31)?
Обосновете вашите отговори.
Отговори
А) телескоп В
Фиг. 2 показва по-голямо увеличение, значи телескопът е с по-дълго фокусно разстояние на обектива – най-дългата тръба, телескоп В.
Б) Луната – телескоп А; планетата Сатурн – телескоп В (най-дълго фокусно разстояние, най-голямо увеличение); галактиката М31 – телескоп С (най-късо фокусно разстояние, най-голямо поле на зрение и по-голям обектив).
Решение
Решение:
Показаните на снимките телескопи са рефрактори. Те имат лещов обектив и дължината на телескопите пряко зависи от дължината на тяхното фокусно разстояние. От дадените обяснения става ясно, че когато използваме еднакви окуляри, по-голямо увеличение ще има този телескоп, който има по-дълго фокусно разстояние на обектива. Птицата на Фиг. 2 виждаме с по-голямо увеличение и следователно е използван телескоп с по-дълго фокусно разстояние, т.е. телескоп В.
Когато наблюдаваме обекти с по-голямо увеличение, полето на зрение е по-малко. Ако наблюдаваме планета, трябва да изберем телескоп с дълго фокусно разстояние, защото ще искаме да видим най-много подробности на повърхността на планетата. Същевременно планетите имат малки видими размери и могат да се съберат изцяло в полето на зрение на телескоп с голямо увеличение. Затова ще изберем телескопа с най-голямо фокусно разстояние – телескопа В.
За разлика от планетите, галактиката в съзвездието Андромеда, М31, има големи видими размери. Затова ще изберем телескопа с най-късо фокусно разстояние – телескоп С. Неговото поле на зрение е най-голямо и ще виждаме голяма част от галактиката в него. Същевременно в зрителното поле ще е събрана светлина от по-голяма част на галактиката и видимата яркост на обекта ще бъде по-голяма, което е благоприятно обстоятелство при наблюдение на слаби обекти, каквито са галактиките. Освен това от снимката на телескопа се вижда, че той като че ли има по-голям диаметър на обектива, което също спомага за наблюдението на слаби обекти.
Луната има по-малък видим размер от М31 и по-голям от видимия размер на планетите. Същевременно тя е сравнително ярък обект, което я прави лесна за наблюдения. Затова избираме телескоп А. Малко по-късото фокусно разстояние ще позволи да видим цялата Луна в полето на телескопа или поне по-голяма част от нея. Същевременно не се нуждаем от много голямо увеличение за да наблюдаваме кратерите на нейната повърхност и телескоп А е подходящ за тази цел.
Критерии за оценяване (общо 12 т.):
За правилен отговор с кой телескоп е наблюдавана птицата на Фиг. 2 и обяснение – 3 т.
За правилен избор на телескоп за наблюдение на Луната, планетата и галактиката, както и обяснение – 3 × 3 т. = 9 т.
Оригинал в Архива: NOA2_2019_7-8problems.pdf · официални решения: NOA2_2019_7-8solutions.pdf