215. Телескопи та їх можливості. Частина 1.

Урок №215. Телескопи та їх можливості. Частина 1.

---

Мета уроку:

• ознайомити учнів із видами телескопів, їхньою будовою та принципами роботи;
• сформувати розуміння, як оптичні прилади, починаючи від телескопа Галілея до сучасних обсерваторій, вплинули на розвиток астрономії та наукових відкриттів;
• навчити учнів аналізувати параметри телескопа та їхній вплив на якість зображення через практичну роботу із симулятором Stelvision.

Цілі сталого розвитку: 

Які цілі сталого розвитку опрацьовуємо на уроці:

• ЦСР 9: Промисловість, інновації та інфраструктура
• ЦСР 12:  Відповідальне споживання та виробництво
• ЦСР 17: Партнерство заради сталого розвитку

Ключові слова: лінза, збиральна лінза, розсіювальна лінза, фокус, фокусна відстань, оптична сила, діоптрія. телескоп, рефрактор, рефлектор, окуляр, об’єктив, дзеркало, , хроматична аберація.

План уроку:

1. Мотивація 
2. Міжнародна космічна станція (МКС)
3. Практичний блок
4. Попрактикуй самостійно
5. Рефлексія

Очікувані результати для учнівства:

Очікувані результати для вчителя:

---

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 3 хв.

Деякі телескопи через особливість своєї будови дають перевернуте зображення.

Чи заважає це астрономам проводити спостереження за космосом?

---

Посилання на відео джерела:

---

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 7 хв.

Почніть з візуалізації.
Використайте схеми, щоб швидко нагадати основні види лінз та принцип їхньої роботи. Можна показати коротку анімацію або симуляцію ходу променів через лінзу
(наприклад, з ресурсу PhET).

Застосувати асоціації.
Нагадуйте учням про приклади з життя: окуляри (збиральні/розсіювальні лінзи), фотоапарати, збільшувальні скельця.
Це допоможе швидко пригадати поняття «фокус» та «оптична сила».

Підкреслити ключові формули.
Особливо зверніть увагу на:
D = 1/F (оптична сила та фокусна відстань);
залежність чіткості зображення від діаметра об’єктива в телескопах.

Лінза – прозоре тіло, обмежене з двох боків сферичними поверхнями.
За формою лінзи поділяють на опуклі й увігнуті.

• Тонка лінза – це лінза, товщина якої в багато разів менша від радіусів сферичних поверхонь, що її обмежують.
• Опукла лінза — лінза, товщина якої посередині більша, ніж біля країв. (двоопукла, плоско-опукла, увігнуто-опукла) (рис. а)
• Увігнута лінза — лінза, товщина якої посередині менша, ніж біля країв. (двоввігнута, плоско-ввігнута, опукло-ввігнута) (рис. б)

Лінзи також поділяють на збиральні та розсіювальні.

• Збиральна лінза — це лінза, яка перетворює паралельний пучок променів в збіжний.
• Розсіювальна лінза — це лінза, яка перетворює паралельний пучок променів в розбіжний.

Згадай характеристиками лінзи на приклади збиральної лінзи (рис.2).

Головна оптична вісь – лінія, яка перпендикулярна до лінзи і проходить через її центр.

Оптичний цент лінзи – точка в якій перетинається головна оптична вісь і лінза.
При проходженні через цю точку світловий промінь не змінює свій напрямок.

Фокус – точка в якій перетинаються світлові промені після проходження лінзи.

Фокусна відстань лінзи – це відстань від оптичного центра лінзи до фокуса.

Оптична сила лінзи – це фізична величина, яка характеризує заломлюючі властивості лінзи та є оберненою до її фокусної відстані.

Одиниця оптичної сили – діоптрія.

Оптичні телескопи

Призначені для спостереження у видимому діапазоні світла.

• Лінзові (рефрактори) – використовують систему лінз для фокусування світла (приклад: перші телескопи Галілея).
• Дзеркальні (рефлектори) – використовують вигнуті дзеркала для збору світла (приклад: телескоп Ньютона).
• Комбіновані (катадіоптричні) – поєднують лінзи та дзеркала для зменшення аберацій і підвищення якості зображення.

Оптичний телескоп також складається з двох основних оптичних елементів:
окуляра та об’єктива. Об’єктив телескопа складається з лінзи з досить великим значенням фокусної відстані. Чим більший діаметр об’єктива, тим більше світла він може зібрати і тим чіткіше буде зображення.

---

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 17 хв.

Завдання №1 Телескоп Галілео Галілея

Телескоп Галілео Галілея, відомий як рефрактор Галілея, є новаторським інструментом в астрономії. Галілей не винайшов телескоп, але значно вдосконалив його конструкцію, почувши про «голландські перспективні окуляри» в 1609 році (рис.3, рис.4).

Конструкція: довга трубка з великим випуклим об’єктивом (~37 мм діаметром, фокусна відстань ≈980 мм) і малим ввігнутим окуляром (≈13 мм, фокусна відстань ≈160 мм). Телескоп забезпечував пряме зображення, не інвертоване.

Збільшення: почав з 3× у перших версіях, далі покращив до 20–30×, що дозволило детально спостерігати космічні об’єкти.

Телескоп був рефракторного типу, що складався з трьох основних частин: об’єктива, окуляра та труби.

Використовуючи телескоп, Галілей зміг вивчити зовнішній вигляд Місяця з безпрецедентними деталями. Галілей задокументував його гористу та вкриту кратерами поверхню, всупереч поширеній думці, що Місяць є гладкою сферою. Це був один з перших випадків, коли астроном зміг точно описати поверхню Місяця (рис.5).

1. Як Галілей зрозумів, що на Місяці є гори, використовуючи лише спостереження через телескоп?
   Відповідь: Галілей зрозумів наявність гір на Місяці, спостерігаючи нерівності та тіні на його поверхні, особливо біля термінатора.
2. Чому саме термінатор (межа світла й тіні на Місяці) є найбільш «інформативною» частиною для вивчення рельєфу?
   Відповідь: Термінатор найбільш інформативний, бо саме там тіні від гір та кратерів найкраще видно, підкреслюючи рельєф.
3. Як ти думаєш чи вдалося Галілео Галілею розрахувати висоту гір на Місяці? Якщо так, то яким чином?
   Відповідь: Так, він приблизно розрахував висоту гір, вимірюючи довжину тіней та використовуючи знання про кут падіння сонячних променів.

Галілео Галілей, спостерігаючи Венеру через свій телескоп у 1610 році, виявив, що її видима форма змінюється — від вузького серпа до майже повного диска, подібно до фаз Місяця (рис.6, рис.7).

4. Згадай яка різниця між геоцентричною системою Птоломея та геліоцентричною системою Коперника.
   Відповідь: Геоцентрична система Птолемея вважала, що всі небесні тіла обертаються навколо Землі, тоді як геліоцентрична модель Коперника стверджувала, що Земля обертається навколо Сонця.
5. Відкриття фаз Венери стало доказом якої моделі світу – геоцентричної чи геліоцентричної? Чому?
   Відповідь: Відкриття фаз Венери підтвердило геліоцентричну модель, оскільки лише вона пояснює зміну видимого диска планети.

7 січня 1610 року помітив поруч з Юпітером «три зорі», які рухалися. До 13 січня інтенсивніше спостерігав вже чотири супутники (Іо, Європа, Ганімед і Каллісто) — перші об’єкти, які оберталися не навколо Землі. На фото зображені розраховані положення супутників Юпітера порівняно зі спостереженнями Галілея (рис.8).

6. Чому на твою думку Галілей спочатку сприйняв супутники Юпітера за зірки?
   Відповідь: Він сприйняв супутники Юпітера за зірки, бо вони виглядали як маленькі світні точки на тлі неба.
7. Що змусило його зрозуміти, що ці «зірки» рухаються разом із Юпітером?
   Відповідь:  Галілей помітив, що «зірки» змінюють положення відносно Юпітера, рухаючись синхронно з ним.
8. Як Галілей довів, що нові об’єкти не є зірками, а мають природу, схожу на планети?
   Відповідь: Він довів це, спостерігаючи їхні регулярні орбіти навколо Юпітера, подібні до руху планет навколо Сонця.
9. Як відкриття супутників Юпітера вплинула на спростування однієї з моделей світу (геоцентричної чи геліоцентричної)?
   Відповідь: Відкриття супутників Юпітера стало доказом того, що не всі об’єкти обертаються навколо Землі, що суперечило геоцентричній моделі.
10. Чому точність замальовок Галілея вважають вражаючою, навіть порівняно з сучасними методами спостереження?
    Відповідь: Його замальовки вражають, бо, незважаючи на обмежену якість телескопа, вони відображали реальні деталі, що підтвердили сучасні знімки

Галілео Галілей одним із перших у XVII столітті почав систематично спостерігати Сонце через телескоп. У 1611 році він виявив на поверхні Сонця темні плями, які змінювали свій вигляд і переміщувалися з часом (рис.9).

11. Галілей створював замальовки розташування плям на Сонці щодня, використовуючи проекційний метод. Чому пряме спостереження за сонцем було небезпечне?
    Відповідь: Пряме спостереження за Сонцем небезпечне через ризик пошкодження зору, тому він використовував метод проекції зображення на екран.
12. Як Галілей довів, що темні плями дійсно знаходяться на поверхні Сонця, а не викликані оптичними ефектами? 
    Відповідь: Він довів реальність плям, спостерігаючи їхнє переміщення поверхнею Сонця та зміни форми з часом.
13. Чи міг Галілео спостерігаючи   за переміщенням сонячних плям визначити, що Сонце обертається навколо своєї осі?
    Відповідь:  Так, за зміною положення плям він визначив, що Сонце обертається навколо своєї осі.
14. Наведи аргументи того, що дослідження Галілея Всесвіт є доказами того, що Всесвіт є динамічний і змінний.
    Відповідь: Спостереження Галілея показали, що небесні тіла змінюються, обертаються та мають складну структуру, що спростувало уявлення про «ідеальний» незмінний Всесвіт.
15. Які ще відкриття зробив Галілео Галілей використовуючи свій телескоп?
    Відповідь: Крім цього, він відкрив кільця Сатурна (сприйнявши їх за «вуха» планети), досліджував зорі Чумацького Шляху та відкрив кілька нових зіркових скупчень.

---

Завдання №2 Телескоп Ісаака Ньютона

Телескоп Ньютона – це рефлекторний телескоп, головним елементом якого є увігнуте дзеркало, що збирає світло та фокусує його. У цій конструкції немає великої лінзи-об’єктива, як у телескопів-рефракторів.

Зібране світло відбивається від первинного увігнутого дзеркала на вторинне плоске дзеркало, яке встановлене під кутом 45°. Це дзеркало відхиляє світловий пучок убік труби, де знаходиться окуляр. Такий бічний розташований окуляр робить телескоп компактним і зручним для використання.

Оригінальний телескоп Ньютона (1668 року) мав діаметр первинного дзеркала близько 5 см, фокусну відстань 16 см та забезпечував 35-кратне збільшення. Дзеркала виготовлялися зі сплаву олова та міді та полірувалися для досягнення високої відбивної здатності (рис.10, рис.11).

1. Чим телескоп Ньютона відрізняється від рефракторного телескопа Галілея?
   Відповідь: Відмінність від телескопа Галілея:
   Телескоп Ньютона замість лінз використовує увігнуте дзеркало для збору світла, що дозволяє уникнути хроматичної аберації та робить конструкцію компактною.

Хроматична аберація – це тип спотворення, при якому лінза не може сфокусувати всі кольори в одній точці збіжності. Хроматична аберація проявляється як «кольорові смуги», оскільки кожен колір в оптичному спектрі не може бути сфокусований в одній спільній точці на оптичній осі (рис.12).

2. Яким чином телескоп Ньютона зміг подолати цей небажаний ефект?
   Відповідь: Подолання хроматичної аберації:
   Дзеркало відбиває всі кольори однаково, без їхнього розкладання на спектр, тому спотворення кольорів не виникає.
3. Які ще переваги рефлекторного телескопу Ньютона в порівнянні з рефракторним телескопом Галілео Галілея?
   Відповідь:  Інші переваги:
   • Легше виготовити велике дзеркало, ніж лінзу.
   • Дзеркало легше утримує правильну форму, бо його можна закріпити на жорсткій основі.
   • Телескоп компактний та дешевший у виробництві.
4. Хоча сам Ньютон не відкрив нові небесні тіла за допомогою свого телескопа, він спостерігав Місяць, планети, комети та зоряні скупчення. До яких його відкриттів привели ці спостереження?
   Відповідь: Відкриття Ньютона: Спостереження за допомогою телескопа допомогли йому підтвердити власні ідеї про природу світла (теорію кольорів) та уточнити закони руху й гравітації, зокрема досліджуючи рух планет та комет.

---

Завдання №3 Сучасні оптичні телескопи та обсерваторії (табл.1)

Табл.1

Телескоп / Обсерваторія	Місце	Діаметр дзеркала	Найважливіші відкриття
Гран Телескоп Канаріас (GTC)	Канарські острови, Іспанія	10,4 м (сегментоване)	Дослідження наднових та атмосфер екзопланет; вивчення квазарів
Дуже Великий Телескоп (VLT)	Паранал, Чилі	4 × 8,2 м (інтерферометрія)	Доведено існування чорної діри у центрі Чумацького Шляху; зображення екзопланет
Субару (Subaru Telescope)	Мауна-Кеа, Гаваї, США	8,2 м (монолітне)	3D-карти Всесвіту; відкриття карликових галактик та розподілу темної матерії
Кек I та II (Keck Observatory)	Мауна-Кеа, Гаваї, США	2 × 10 м (сегментоване)	Спостереження руху зірок біля чорної діри; аналіз атмосфер екзопланет
Large Binocular Telescope (LBT)	Маунт-Грем, Арізона, США	2 × 8,4 м	Детальні знімки Марса; вивчення народження зірок та планет

1. Чому найбільші телескопи використовують сегментовані дзеркала, а не суцільні лінзи?
   Відповідь: Сегментовані дзеркала легші, простіші у виготовленні та зручні для налаштування, тоді як великі суцільні лінзи важкі й спотворюють зображення.
2. У чому перевага великого діаметра дзеркала для спостережень далеких галактик?
   Відповідь: Великий діаметр дзеркала збирає більше світла, дозволяючи бачити слабкі й далекі об’єкти з високою деталізацією.
3. За допомогою спостережень VLT було підтверджено існування надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху. За це вчені отримали у 2020 р. нобелівську премію.
   Чому це відкриття є таким важливим?
   Відповідь: Відкриття чорної діри в центрі Чумацького Шляху підтверджує роль надмасивних чорних дір у формуванні галактик та розширює наше розуміння гравітаційних процесів.
4.  Чим можуть бути схожі спостереження Галілея та спостережень завдяки VLT?
   Відповідь: Спостереження Галілея та VLT схожі тим, що вони розширюють знання про космос і змінюють попередні уявлення про Всесвіт.
5. Що таке екзопланета? Чому для людства важливий їх пошук та дослідження?
   Відповідь: Екзопланети — це світи поза Сонячною системою, їх пошук важливий для вивчення можливості життя та формування планет.
6. Що таке квазар? Чому для людства важливий їх пошук та дослідження.
   Навіщо вчених цікавить детальна карта поверхні Марса та Місяця?
   Відповідь: Квазари допомагають зрозуміти еволюцію галактик і процеси, що відбувалися у Всесвіті мільярди років тому. Детальні карти Марса та Місяця необхідні для підготовки місій і вивчення геології цих тіл.
7. Чи можливо всі ці дослідження проводити лише завдяки оптичним телескопам, які сприймають інформацію лише у видимому світловому спекторі?
   Відповідь: Для повного дослідження космосу потрібні різні типи телескопів, оскільки кожен охоплює лише певну частину електромагнітного спектра.

---

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 15 хв.

Практична робота:
Спостереження у Stelvision Telescope Simulator

Мета роботи: дослідити вплив параметрів телескопа (діаметр об’єктива та окуляри) на якість зображення небесних об’єктів, використовуючи онлайн-симулятор Stelvision Telescope Simulator.

Обладнання та ресурси:

1. Комп’ютер або планшет з доступом до Інтернету.
2. Stelvision Telescope Simulator (https://stelvision.com/simulateur-telescope/).

Завдання №1

1. Виберіть у симуляторі Місяць як об’єкт спостереження.
2. Змініть діаметр телескопа (інструмента) (50 мм, 100 мм, 200 мм).
3. Порівняйте яскравість і чіткість зображення.
4. Запишіть спостереження у таблицю.

Діаметр телескопа (мм)	Яскравість зображення	Деталізація

Завдання №2

1. Залиште Місяць як об’єкт спостереження.
2. Змініть окуляри (10 мм, 20 мм, 30 мм).
3. Опишіть, як змінюється розмір зображення та які деталі видно.
4. Визначте, який окуляр дає найзручніше збільшення.

Окуляр (мм)	Розмір зображення	Помітні деталі

Завдання №3

1. Виберіть Сатурн у симуляторі.
2. Змініть діаметр телескопа та окуляри, щоб чітко побачити кільця планети.
3. Опишіть, яка комбінація дала найкращий результат і чому.

Діаметр телескопа (мм)	Окуляр (мм)	Якість зображення	Видимість кілець

Питання для обговорення:

1. Як діаметр телескопа впливає на яскравість та деталізацію об’єкта?
2. Чому окуляр з меншим значенням фокусної відстані збільшує зображення?
3. Яка комбінація параметрів була найкращою для спостереження Сатурна?

Рівень А: №1
Рівень В: №1, №2
Рівень С: №1, №2, №3

---

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 3 хв.

Один факт – одне враження: напиши один факт про телескопи, який тебе вразив, і поясни чому.

Урок №215. Телескопи та їх можливості. Частина 1.

---

Мета уроку:

• ознайомити учнів із видами телескопів, їхньою будовою та принципами роботи;
• сформувати розуміння, як оптичні прилади, починаючи від телескопа Галілея до сучасних обсерваторій, вплинули на розвиток астрономії та наукових відкриттів;
• навчити учнів аналізувати параметри телескопа та їхній вплив на якість зображення через практичну роботу із симулятором Stelvision.

Цілі сталого розвитку: 

Які цілі сталого розвитку опрацьовуємо на уроці:

• ЦСР 9: Промисловість, інновації та інфраструктура
• ЦСР 12:  Відповідальне споживання та виробництво
• ЦСР 17: Партнерство заради сталого розвитку

Ключові слова: лінза, збиральна лінза, розсіювальна лінза, фокус, фокусна відстань, оптична сила, діоптрія. телескоп, рефрактор, рефлектор, окуляр, об’єктив, дзеркало, , хроматична аберація.

План уроку:

1. Мотивація 
2. Міжнародна космічна станція (МКС)
3. Практичний блок
4. Попрактикуй самостійно
5. Рефлексія

Очікувані результати для учнівства:

---

Деякі телескопи через особливість своєї будови дають перевернуте зображення.

Чи заважає це астрономам проводити спостереження за космосом?

---

Посилання на відео джерела:

---

Лінза – прозоре тіло, обмежене з двох боків сферичними поверхнями.
За формою лінзи поділяють на опуклі й увігнуті.

• Тонка лінза – це лінза, товщина якої в багато разів менша від радіусів сферичних поверхонь, що її обмежують.
• Опукла лінза — лінза, товщина якої посередині більша, ніж біля країв. (двоопукла, плоско-опукла, увігнуто-опукла) (рис. а)
• Увігнута лінза — лінза, товщина якої посередині менша, ніж біля країв. (двоввігнута, плоско-ввігнута, опукло-ввігнута) (рис. б)

Лінзи також поділяють на збиральні та розсіювальні.

• Збиральна лінза — це лінза, яка перетворює паралельний пучок променів в збіжний.
• Розсіювальна лінза — це лінза, яка перетворює паралельний пучок променів в розбіжний.

Згадай характеристиками лінзи на приклади збиральної лінзи (рис.2).

Головна оптична вісь – лінія, яка перпендикулярна до лінзи і проходить через її центр.

Оптичний цент лінзи – точка в якій перетинається головна оптична вісь і лінза.
При проходженні через цю точку світловий промінь не змінює свій напрямок.

Фокус – точка в якій перетинаються світлові промені після проходження лінзи.

Фокусна відстань лінзи – це відстань від оптичного центра лінзи до фокуса.

Оптична сила лінзи – це фізична величина, яка характеризує заломлюючі властивості лінзи та є оберненою до її фокусної відстані.

Одиниця оптичної сили – діоптрія.

Оптичні телескопи

Призначені для спостереження у видимому діапазоні світла.

• Лінзові (рефрактори) – використовують систему лінз для фокусування світла (приклад: перші телескопи Галілея).
• Дзеркальні (рефлектори) – використовують вигнуті дзеркала для збору світла (приклад: телескоп Ньютона).
• Комбіновані (катадіоптричні) – поєднують лінзи та дзеркала для зменшення аберацій і підвищення якості зображення.

Оптичний телескоп також складається з двох основних оптичних елементів:
окуляра та об’єктива. Об’єктив телескопа складається з лінзи з досить великим значенням фокусної відстані. Чим більший діаметр об’єктива, тим більше світла він може зібрати і тим чіткіше буде зображення.

---

Завдання №1 Телескоп Галілео Галілея

Телескоп Галілео Галілея, відомий як рефрактор Галілея, є новаторським інструментом в астрономії. Галілей не винайшов телескоп, але значно вдосконалив його конструкцію, почувши про «голландські перспективні окуляри» в 1609 році (рис.3, рис.4).

Конструкція: довга трубка з великим випуклим об’єктивом (~37 мм діаметром, фокусна відстань ≈980 мм) і малим ввігнутим окуляром (≈13 мм, фокусна відстань ≈160 мм). Телескоп забезпечував пряме зображення, не інвертоване.

Збільшення: почав з 3× у перших версіях, далі покращив до 20–30×, що дозволило детально спостерігати космічні об’єкти.

Телескоп був рефракторного типу, що складався з трьох основних частин: об’єктива, окуляра та труби.

Використовуючи телескоп, Галілей зміг вивчити зовнішній вигляд Місяця з безпрецедентними деталями. Галілей задокументував його гористу та вкриту кратерами поверхню, всупереч поширеній думці, що Місяць є гладкою сферою. Це був один з перших випадків, коли астроном зміг точно описати поверхню Місяця (рис.5).

1. Як Галілей зрозумів, що на Місяці є гори, використовуючи лише спостереження через телескоп?
2. Чому саме термінатор (межа світла й тіні на Місяці) є найбільш «інформативною» частиною для вивчення рельєфу?
3. Як ти думаєш чи вдалося Галілео Галілею розрахувати висоту гір на Місяці? Якщо так, то яким чином?

Галілео Галілей, спостерігаючи Венеру через свій телескоп у 1610 році, виявив, що її видима форма змінюється — від вузького серпа до майже повного диска, подібно до фаз Місяця (рис.6, рис.7).

4. Згадай яка різниця між геоцентричною системою Птоломея та геліоцентричною системою Коперника.
5. Відкриття фаз Венери стало доказом якої моделі світу – геоцентричної чи геліоцентричної? Чому?

7 січня 1610 року помітив поруч з Юпітером «три зорі», які рухалися. До 13 січня інтенсивніше спостерігав вже чотири супутники (Іо, Європа, Ганімед і Каллісто) — перші об’єкти, які оберталися не навколо Землі. На фото зображені розраховані положення супутників Юпітера порівняно зі спостереженнями Галілея (рис.8).

6. Чому на твою думку Галілей спочатку сприйняв супутники Юпітера за зірки?
7. Що змусило його зрозуміти, що ці «зірки» рухаються разом із Юпітером?
8. Як Галілей довів, що нові об’єкти не є зірками, а мають природу, схожу на планети?
9. Як відкриття супутників Юпітера вплинула на спростування однієї з моделей світу (геоцентричної чи геліоцентричної)?
10. Чому точність замальовок Галілея вважають вражаючою, навіть порівняно з сучасними методами спостереження?

Галілео Галілей одним із перших у XVII столітті почав систематично спостерігати Сонце через телескоп. У 1611 році він виявив на поверхні Сонця темні плями, які змінювали свій вигляд і переміщувалися з часом (рис.9).

11. Галілей створював замальовки розташування плям на Сонці щодня, використовуючи проекційний метод. Чому пряме спостереження за сонцем було небезпечне?
12. Як Галілей довів, що темні плями дійсно знаходяться на поверхні Сонця, а не викликані оптичними ефектами? 
13. Чи міг Галілео спостерігаючи   за переміщенням сонячних плям визначити, що Сонце обертається навколо своєї осі?
14. Наведи аргументи того, що дослідження Галілея Всесвіт є доказами того, що Всесвіт є динамічний і змінний.
15. Які ще відкриття зробив Галілео Галілей використовуючи свій телескоп?

---

Завдання №2 Телескоп Ісаака Ньютона

Телескоп Ньютона – це рефлекторний телескоп, головним елементом якого є увігнуте дзеркало, що збирає світло та фокусує його. У цій конструкції немає великої лінзи-об’єктива, як у телескопів-рефракторів.

Зібране світло відбивається від первинного увігнутого дзеркала на вторинне плоске дзеркало, яке встановлене під кутом 45°. Це дзеркало відхиляє світловий пучок убік труби, де знаходиться окуляр. Такий бічний розташований окуляр робить телескоп компактним і зручним для використання.

Оригінальний телескоп Ньютона (1668 року) мав діаметр первинного дзеркала близько 5 см, фокусну відстань 16 см та забезпечував 35-кратне збільшення. Дзеркала виготовлялися зі сплаву олова та міді та полірувалися для досягнення високої відбивної здатності (рис.10, рис.11).

1. Чим телескоп Ньютона відрізняється від рефракторного телескопа Галілея?

Хроматична аберація – це тип спотворення, при якому лінза не може сфокусувати всі кольори в одній точці збіжності. Хроматична аберація проявляється як «кольорові смуги», оскільки кожен колір в оптичному спектрі не може бути сфокусований в одній спільній точці на оптичній осі (рис.12).

2. Яким чином телескоп Ньютона зміг подолати цей небажаний ефект?
3. Які ще переваги рефлекторного телескопу Ньютона в порівнянні з рефракторним телескопом Галілео Галілея?
4. Хоча сам Ньютон не відкрив нові небесні тіла за допомогою свого телескопа, він спостерігав Місяць, планети, комети та зоряні скупчення. До яких його відкриттів привели ці спостереження?

---

Завдання №3 Сучасні оптичні телескопи та обсерваторії (табл.1)

Табл.1

Телескоп / Обсерваторія	Місце	Діаметр дзеркала	Найважливіші відкриття
Гран Телескоп Канаріас (GTC)	Канарські острови, Іспанія	10,4 м (сегментоване)	Дослідження наднових та атмосфер екзопланет; вивчення квазарів
Дуже Великий Телескоп (VLT)	Паранал, Чилі	4 × 8,2 м (інтерферометрія)	Доведено існування чорної діри у центрі Чумацького Шляху; зображення екзопланет
Субару (Subaru Telescope)	Мауна-Кеа, Гаваї, США	8,2 м (монолітне)	3D-карти Всесвіту; відкриття карликових галактик та розподілу темної матерії
Кек I та II (Keck Observatory)	Мауна-Кеа, Гаваї, США	2 × 10 м (сегментоване)	Спостереження руху зірок біля чорної діри; аналіз атмосфер екзопланет
Large Binocular Telescope (LBT)	Маунт-Грем, Арізона, США	2 × 8,4 м	Детальні знімки Марса; вивчення народження зірок та планет

1. Чому найбільші телескопи використовують сегментовані дзеркала, а не суцільні лінзи?
2. У чому перевага великого діаметра дзеркала для спостережень далеких галактик?
3. За допомогою спостережень VLT було підтверджено існування надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху. За це вчені отримали у 2020 р. нобелівську премію.
   Чому це відкриття є таким важливим?
4.  Чим можуть бути схожі спостереження Галілея та спостережень завдяки VLT?
5. Що таке екзопланета? Чому для людства важливий їх пошук та дослідження?
6. Що таке квазар? Чому для людства важливий їх пошук та дослідження.
   Навіщо вчених цікавить детальна карта поверхні Марса та Місяця?
7. Чи можливо всі ці дослідження проводити лише завдяки оптичним телескопам, які сприймають інформацію лише у видимому світловому спекторі?

---

Практична робота:
Спостереження у Stelvision Telescope Simulator

Мета роботи: дослідити вплив параметрів телескопа (діаметр об’єктива та окуляри) на якість зображення небесних об’єктів, використовуючи онлайн-симулятор Stelvision Telescope Simulator.

Обладнання та ресурси:

1. Комп’ютер або планшет з доступом до Інтернету.
2. Stelvision Telescope Simulator (https://stelvision.com/simulateur-telescope/).

Завдання №1

1. Виберіть у симуляторі Місяць як об’єкт спостереження.
2. Змініть діаметр телескопа (інструмента) (50 мм, 100 мм, 200 мм).
3. Порівняйте яскравість і чіткість зображення.
4. Запишіть спостереження у таблицю.

Діаметр телескопа (мм)	Яскравість зображення	Деталізація

Завдання №2

1. Залиште Місяць як об’єкт спостереження.
2. Змініть окуляри (10 мм, 20 мм, 30 мм).
3. Опишіть, як змінюється розмір зображення та які деталі видно.
4. Визначте, який окуляр дає найзручніше збільшення.

Окуляр (мм)	Розмір зображення	Помітні деталі

Завдання №3

1. Виберіть Сатурн у симуляторі.
2. Змініть діаметр телескопа та окуляри, щоб чітко побачити кільця планети.
3. Опишіть, яка комбінація дала найкращий результат і чому.

Діаметр телескопа (мм)	Окуляр (мм)	Якість зображення	Видимість кілець

Питання для обговорення:

1. Як діаметр телескопа впливає на яскравість та деталізацію об’єкта?
2. Чому окуляр з меншим значенням фокусної відстані збільшує зображення?
3. Яка комбінація параметрів була найкращою для спостереження Сатурна?

Рівень А: №1
Рівень В: №1, №2
Рівень С: №1, №2, №3

---

Один факт – одне враження: напиши один факт про телескопи, який тебе вразив, і поясни чому.