ВсОА 2010, Заключителен етап, 9–11 клас, практически тур — Задача 10-1. 10 класс — 1. Телескоп системы Ньютона
Заключительный этап — практический тур, 9–11 классы
Внимание: Бележка към темата
Сохранены девять целых практических задач заключительного этапа: по три для 9, 10 и 11 классов. Шесть полных авторских ключей сопоставлены с точными исходными школьными когортами. У телескопа Ньютона, цефеиды и метеорного ливня напечатаны общие решения для двух классов; различие атмосферного поглощения в двух условиях метеорного ливня сохранено. Фотографии в условиях и их негативы в ключе, а также исходные копии графиков сохранены отдельно. Теоретический финал и региональный этап выделены в свои исходные разделы. Полностью прочитаны все59физических страниц трех оригиналов; этот раздел использует условия4–10 и ключ1–2,21–38 исходной сквозной пагинации. Декоративные эмблемы и фотография обсерватории на обложке не являются научными рисунками.
В полученных оригиналах не напечатаны длительность практического тура, баллы отдельных задач и общая сумма; эти сведения не добавлены.
Полная текущая архивная папка содержит только три полученных PDF. Отдельные листы ответов, таблица констант и схема оценивания практического финала не перечислены и не выдуманы.
Авторский ключ телескопа Ньютона печатает угол ACB через arcsin(AB/BC); эта исходная формула сохранена.
K28 печатает α₂,₁=π₂±π₁, тогда как следующие значения и радиусы обозначены в порядке1,2; оба печатных порядка сохранены.
K35 числитель второй нормировки печатает nF,2F без индекса1, тогда как знаменатель печатает n1F,2F; обе печатные формы сохранены без исправления.
K38 в квадрате отношения расстояний печатает R₀/R₁, тогда как окружающий текст используетR; печатныйR₁ сохранен.
Общий заголовок оригинальных условий
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования
XVII Всероссийская олимпиада школьников по астрономии
г. Анапа, 2010 г.
ПРАКТИЧЕСКИЙ ТУР. Отдельные страницы условий для 9, 10 и 11 классов содержат по три самостоятельно пронумерованные задачи.
Полная общая обложка и выходные данные оригинального ключа
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования
XVII Всероссийская Олимпиада школьников по астрономии
Условия и решения задач
Анапа, 2010 г.
XVII Всероссийская олимпиада школьников по астрономии. Анапа, 5–11 апреля 2010 года. Условия и решения задач теоретического и практического туров. 2010. 38 стр.
Задания разработаны Центральной предметной методической комиссией по астрономии Всероссийской олимпиады школьников.
Редакторы сборника: А.С. Расторгуев, О.С. Угольников, А.М. Татарников, Е.Н. Фадеев.
Оригинал-макет и верстка: О.С. Угольников.
Условие
Нарисуйте оптическую схему (в масштабе 1:4) телескопа Ньютона со следующими характеристиками:
- Главное зеркало — диаметр 200 мм;
- Фокусное расстояние — 1 м;
- Диагональное зеркало — длина малой оси 50 мм;
- Труба — диаметр 240 мм, толщиной трубы пренебречь;
- Длина трубы от вершины главного зеркала — 900 мм;
- Вынос фокуса (расстояние от поверхности трубы до точки фокуса) — 100 мм.
Нарисуйте ход лучей для звезды, находящейся на оптической оси телескопа. Вычислите масштаб изображения в фокальной плоскости, определите линейный и угловой диаметр невиньетированного (незатененного) трубой поля зрения. Укажите на схеме все размеры, использованные при ее построении.
Решение
Телескоп системы Ньютона (А.М. Татарников)
Вначале начертим трубу в масштабе 1:4. Затем с одного из ее концов нарисуем зеркало так, чтобы его центр его оптической поверхности пришелся на центр задней стенки трубы. Сделаем вспомогательное построение — нарисуем главную оптическую ось зеркала, совпадающую с осью трубы. Вычислим, на каком расстоянии от главного зеркала должен находиться центр вторичного зеркала. Для этого из фокусного расстояния вычтем вынос фокуса и радиус трубы . Получим:
В требуемом масштабе расстояние составит или 195 мм. Теперь вычислим размер большой оси диагонального зеркала. Эта же величина равна длине проекции зеркала на плоскость рисунка. Очевидно, что размер малой оси зеркала должен быть равен толщине пучка света, идущего от главного зеркала. Размер большой оси тогда будет равен
В масштабе чертежа это составит или примерно 18 мм. Рисуем вторичное зеркало на схеме. Наносим лучи, параллельные главной оптической оси и падающие от звезды на края зеркала. После этого рисуем их дальнейший ход до пересечения в точке фокуса. На этом построение схемы телескопа и хода лучей закончено.

Вычислим масштаб изображения. Угловому расстоянию в (1/57.3 радиан) будет соответствовать линейный размер в фокальной плоскости. Он зависит только от фокусного расстояния телескопа и равен
Таким образом, масштаб составляет на мм. Чтобы определить размер поля зрения, нарисуем крайние лучи, участвующие в построении невиньетированного трубой изображения участка неба. Для этого соединим на схеме верхний край главного зеркала телескопа и край трубы. Получим треугольник ABC. В нем длина отрезка BC составляет 900 мм, длина отрезка AB равна
Здесь — диаметр зеркала. Таким образом, угол ACB, определяющий угловой радиус невиньетированного поля зрения, равен
Диаметр поля зрения составляет . Линейный размер поля равен
Оригинал в Архива: prob2010tepr.pdf · официални решения: psol2010tepr.pdf