W klasycznej lunecie Keplera zarówno obiektyw, jak i okular są soczewkami skupiającymi. W typowym ustawieniu do obserwacji bardzo odległych obiektów (czyli "na nieskończoność") obraz pośredni wytwarzany przez obiektyw powstaje w jego ognisku, a okular jest ustawiony tak, aby to ognisko obiektywu pokrywało się z ogniskiem okularu.
W tym modelu (optyka geometryczna, przybliżenie cienkich soczewek) odległość między soczewkami, czyli praktyczna długość lunety, spełnia zależność:
L = fob + fok
Podstawiamy dane z zadania: L = 200 mm, fok = 50 mm. Zatem:
fob = L − fok = 200 mm − 50 mm = 150 mm
Poprawna jest odpowiedź +150 mm, ponieważ obiektyw lunety Keplera jest soczewką skupiającą (stąd dodatnia ogniskowa w najczęściej używanej szkolnej konwencji znaków).
Dlaczego pozostałe propozycje są błędne?
- +50 mm wynika z pomylenia ogniskowej obiektywu z ogniskową okularu (okular ma zwykle krótszą ogniskową).
- -150 mm sugeruje soczewkę rozpraszającą jako obiektyw, co nie odpowiada konstrukcji lunety Keplera.
- -50 mm jest błędem znaku oraz dodatkowo nie spełnia relacji długości (nie dawałoby L = 200 mm przy fok = 50 mm).
Wskazówka egzaminacyjna: gdy w zadaniu pada "luneta Keplera", najpierw przypomnij sobie: "dwie soczewki skupiające" oraz "długość = suma ogniskowych". Dopiero potem podstawiaj liczby.
