KWALIFIKACJA MEP2 - CZERWIEC 2019

PYTANIE NR 21.
Ile wynosi ogniskowa okularu, jeśli obiektyw posiada ogniskową równą 150 mm, a długość lunety Galileusza jest równa 100 mm?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W lunecie Galileusza okular jest soczewką rozpraszającą, więc ma ogniskową ujemną. Długość lunety spełnia zależność: L = fob + fok. Podstawiając L = 100 mm oraz fob = 150 mm, otrzymujemy fok = 100 − 150 = −50 mm.

Pełne wyjaśnienie:

W lunecie Galileusza układ tworzą dwie soczewki: obiektyw skupiający (ogniskowa dodatnia) oraz okular rozpraszający (ogniskowa ujemna). To właśnie ujemna ogniskowa okularu odróżnia ten przyrząd od lunety Keplera.

Dla ustawienia dającego obraz pozorny "w nieskończoności" (wygodna obserwacja, brak akomodacji) długość lunety jest równa odległości między soczewkami. W przypadku lunety Galileusza obowiązuje zależność:

L = fob + fok, przy czym fok < 0.

Podstawiamy dane z zadania:

  • L = 100 mm
  • fob = 150 mm

Wyznaczamy ogniskową okularu:

fok = L − fob = 100 mm − 150 mm = −50 mm.

Dlaczego pozostałe propozycje są błędne?

  • +50 mm odpowiadałoby okularowi skupiającemu, czyli innemu typowi lunety (Keplera), a nie Galileusza.
  • −100 mm dawałoby długość L = 150 + (−100) = 50 mm, więc nie zgadza się z podaną długością lunety.
  • +100 mm również oznaczałoby okular skupiający oraz prowadziłoby do L = 250 mm, co jest sprzeczne z treścią.

W praktyce egzaminacyjnej warto zapamiętać: w Galileuszu okular jest rozpraszający (znak "minus"), a długość tubusu jest "krótsza" niż ogniskowa obiektywu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Luneta Galileusza ma obiektyw skupiający i okular rozpraszający, przez co jest zwykle krótsza. Luneta Keplera ma dwa elementy skupiające (okular dodatni), daje inny przebieg promieni i inny charakter obrazu pośredniego.
Okular w lunecie Galileusza jest soczewką rozpraszającą, a w standardowej konwencji optyki geometrycznej soczewka rozpraszająca ma ogniskową ujemną. To pozwala uzyskać krótszą długość przyrządu przy tej samej ogniskowej obiektywu.
Stosuje się zależność na długość: L = fob + fok, gdzie fok < 0. Przekształcasz do postaci fok = L − fob i podstawiasz wartości w tych samych jednostkach (np. mm).
Najbezpieczniej trzymać się jednej jednostki w całym obliczeniu, np. milimetrów. Jeśli dane są w metrach i milimetrach, najpierw przelicz wszystko do jednej jednostki, bo błędy przeliczeń są częstsze niż błędy we wzorze.
W typowych zadaniach szkolnych przyjmuje się ustawienie do obserwacji "w nieskończoności" i soczewki cienkie, wtedy używa się relacji L = fob + fok. W konstrukcjach rzeczywistych dochodzą odległości mechaniczne i grubości elementów, co wprowadza korekty.
Zrób kontrolę logiczną: jeśli to luneta Galileusza, okular musi wyjść jako wartość ujemna. Dodatni wynik sugeruje, że użyto złego modelu (luneta Keplera) albo pomylono przekształcenie wzoru.
Najczęściej myli się lunetę Galileusza z Keplerowską (okular dodatni), zapomina o ujemnej ogniskowej okularu albo podstawia dane do złego przekształcenia. Warto zawsze zapisać wzór z uwagą, że fok jest ujemne.
Wiele osób kojarzy ogniskową intuicyjnie jako "długość" i automatycznie wybiera wynik dodatni. W optyce znak ma znaczenie fizyczne (skupiająca vs rozpraszająca), więc w lunecie Galileusza dodatnia ogniskowa okularu zwykle oznacza błędny typ układu.
Powiększenie kątowe w przybliżeniu zależy od stosunku ogniskowych: im większa ogniskowa obiektywu i "mniejsza co do wartości bezwzględnej" ogniskowa okularu, tym większe powiększenie. W Galileuszu pamiętaj, że okular ma znak ujemny, ale w powiększeniu rozważa się zwykle wartości bezwzględne.
Podczas doboru komponentów (okular–obiektyw), weryfikacji parametrów po montażu oraz przy ocenie, czy zadana długość tubusu jest możliwa do uzyskania bez nietypowych elementów. To także pomocne przy diagnozowaniu błędów w złożeniu układu.
info

Około 66% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "W lunecie Galileusza okular jest soczewką rozpraszającą, więc ma ogniskową ujemną."

Źródła:

  • Eugene Hecht, "Optics" (5th Edition), rozdziały o przyrządach optycznych i teleskopach Galileusza/Keplera
  • Frank L. Pedrotti, Leno M. Pedrotti, "Introduction to Optics" (3rd Edition), część dotycząca teleskopów i ogniskowych układu
  • Wikipedia: "Galilean telescope" (opis zależności ogniskowych i długości), https://en.wikipedia.org/wiki/Galilean_telescope - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Podręczniki z optyki geometrycznej (rozdziały o soczewkach cienkich i przyrządach optycznych)
  • Notatki/arkusze szkolne z porównaniem lunety Keplera i lunety Galileusza
  • Zadania rachunkowe z ogniskowych i powiększenia przyrządów optycznych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego