Instrumen optik, perbedaan lintasan dan refraksi
Diperkenalkan| English | Makna |
|---|---|
| resolving power/rɪˈzɒlvɪŋ ˈpaʊə/ | daya resolusi |
| optical path length/ˈɒptɪkl pæθ leŋθ/ | panjang lintasan optik |
Keputusan sebelum jawaban
- Sel gas di salah satu lengan interferometer Michelson dilalui dua kali. Menghitung hanya satu lintasan mengurangi separuh perubahan indeks bias yang disimpulkan.
- Tujuan Anda: Hitung perbesaran teleskop dan daya resolusi kisi difraksi.
Bacalah hubungannya
- Untuk teleskop astronomi ideal yang disesuaikan untuk pandangan rileks di tak terhingga, lensa objektif membentuk citra bidang fokusnya dan lensa okuler mengkolimasikan cahaya yang keluar. Jarak antar-lensa adalah f_objektif + f_okuler; besar perbesaran sudutnya adalah f_objektif / f_okuler. Teleskop dua-lensa konvergen biasa menghasilkan citra terbalik, yang direpresentasikan oleh perbesaran sudut bernilai negatif di bawah konvensi yang konsisten. Jarak citra akhir yang terbatas mengubah jarak antar-lensa; jangan gunakan penyesuaian tak terhingga tanpa memeriksa kondisi tersebut.
- Hubungkan jumlah fringing Michelson dengan perubahan lintasan optik ganda-lintas.
A relaxed-view telescope has separation 72 cm and eyepiece focal length 12 cm. Angular magnification magnitude is:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Objective focal length is 72−12=60 cm; 60/12=5.
Gunakan aturan penentu
- Kekuatan resolusi R=λ/Δλ menggambarkan pemisahan panjang gelombang terkecil yang dapat dibedakan di dekat λ. Untuk kisi difraksi ideal dalam orde m dengan N celah yang diterangi, R=mN. Ini adalah kriteria resolusi, bukan sekadar rumus posisi sudut d sinθ=mλ. Meningkatkan jumlah celah yang diterangi menajamkan puncak utama; meningkatkan jarak antar celah terutama mengubah lokasi sudutnya. Pengukuran λ=600 nm dan Δλ=3 nm memberikan R=200, independen dari mengonversi kedua panjang ke meter karena rasionya menggunakan satuan yang cocok.
- Jejakkan normal permukaan sebelum menerapkan hukum Snell dan refleksi.
A grating just resolves 400 nm and 402 nm. Approximate resolving power is:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
R≈400/2=200; wavelength and separation use the same units.
Periksa syarat-syaratnya
- Interferensi Michelson bergantung pada beda jalur optik antara lengan-lengannya. Jika salah satu lengan berisi sel gas dengan panjang geometris L dan indeks berubah dari n menjadi 1 saat pengaliran vakum, perjalanan ganda mengubah jalur sebesar 2L(n−1). Jika N garis interferensi lewat, besaran perubahan ini adalah Nλ, sehingga n−1=Nλ/(2L). Untuk cermin bergerak sebagai pengganti, perpindahan Δx memberikan perubahan jalur 2Δx. Jumlah garis menghitung siklus fase; satu garis adalah satu panjang gelombang jalur optik, bukan satu panjang gelombang gerakan cermin.
- Jejakkan normal permukaan sebelum menerapkan hukum Snell dan refleksi.
Teleskop pandangan rileks memiliki jarak lensa 80 cm dan fokus okuler 16 cm. Fokus objektifnya adalah 64 cm dan besaran pembesaran adalah 4. Mengalirkan vakum dari sel gas 5 cm menyebabkan 80 garis pada panjang gelombang 500 nm: n−1=80·500×10⁻⁹/(2·0.05)=0.0004. Indeks gas awal adalah 1.0004, bukan 1.0008.
Moving one Michelson mirror by 150 nm changes round-trip optical path by ____ nm.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
The light crosses the changed distance outbound and returning.
Terapkan format tugas
- Hukum Snell n1 sinθ1=n2 sinθ2 menggunakan sudut dari normal permukaan lokal. Pemantulan memiliki sudut datang dan pantul yang sama dari normal yang sama. Dalam balok persegi panjang, normal sisi tetangga saling tegak lurus: sudut insiden yang diukur dari satu normal berpelurus dengan sudut sinar yang sama dari normal lainnya. Gambarlah sinar dan normal sebelum substitusi. Untuk insiden dari indeks n ke udara, pemantulan internal total terjadi hanya ketika sinθ>1/n; kesamaan adalah kasus kritis merayap. Sinar yang dinyatakan sebagian dibiaskan harus memenuhi kondisi transmisi.
- Jejakkan normal permukaan sebelum menerapkan hukum Snell dan refleksi.
Gunakan lintasan optik, bukan hanya jarak geometris. Sudut pembiasan diukur dari normal permukaan aktual, dan penambahan focal length teleskop mengasumsikan citra akhir di tak terhingga.
Jawaban mana yang sesuai dengan kasus ini?
Hitung pembesaran teleskop dan daya urai kisi
Snell’s-law angles should be measured from the surface itself.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
They are measured from its normal; the surface angle is complementary.
Jaga pembedaan
- daya resolusi — Panjang gelombang dibagi dengan pemisahan panjang gelombang terkecil yang dapat diuraikan.
- panjang lintasan optik — Lintasan geometris yang ditimbang oleh indeks bias sepanjang sinar.
- Hitung perbesaran teleskop dan daya resolusi kisi difraksi.
- Hubungkan jumlah fringing Michelson dengan perubahan lintasan optik ganda-lintas.
- Jejakkan normal permukaan sebelum menerapkan hukum Snell dan refleksi.
Match each term with its precise meaning in this lesson.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Keep the distinctions stated in the teaching example.
Put this lesson’s reasoning or event sequence in order.
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
The order follows the stated process; check each stage before the next.