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制作望遠鏡
第5節
第五章 透鏡及其應用
活動1：1.先用一個凸透鏡觀察提前寫好的小字，得到放大的像，注意成像情況。2.再用另一個凸透鏡觀察上面看到的像，進一步得到清晰放大的像，注意成像情況。
成倒立、放大、的實像
成正立、放大、的虛像
觀察與思考
活動2：1.先用一個凸透鏡觀察遠處的物體，注意成像情況。2.再用另一個凸透鏡觀察前面所成的像，注意成像情況。3.調換兩個透鏡的位置，你有什么發現？
成倒立、縮小、的實像
成正立、放大、的虛像
觀察與思考
望遠鏡的基本原理
剛才活動中的光路圖
這個也是常見單筒望遠鏡的基本原理圖
望遠鏡的基本原理
伽利略望遠鏡和開普勒望遠鏡
物鏡
目鏡
F1
F2
F1
1
F2
望遠鏡的基本原理
思考：物體距離物鏡很遠，它的像卻離物鏡很近，根據前面探究的結果，這樣所成的像是縮小的，為什么使用望遠鏡觀察物體時會感到放大了呢？
思考：位于圖中的位置，兩個物體誰看起來會大一些呢？
2
1
視角：從眼睛的光心向觀察物體的兩端所引的兩條直線的夾角。
物體對眼睛所成的視角越大，它在視網膜上所成的像就越大，觀察起來越清晰。
望遠鏡的基本原理
望遠鏡的基本原理
視角及視角大小的影響因素

視角的大小與物體大小和物體到人眼的距離有關。
說明：望遠鏡的放大倍率為f物/f目，。其中，f物是物鏡的焦距，f目是目鏡的焦距。
望遠鏡的
放大倍數
=
——————
f物
f目
f物是物鏡的焦距， f目是目鏡的焦距。
望遠鏡的基本原理
使用望遠鏡時，我們前后拉動鏡筒，調節目鏡與物鏡的距離，可以看到一個最大、最清晰的像。
如何準確知道成像的最佳距離？
望遠鏡的基本原理
為了讓成像質量好一些，其放大倍數不過大，取放大倍數為2至3倍即可。
如果要制作一個望遠鏡，應該選擇什么樣的凸透鏡做物鏡，什么樣的凸透鏡做目鏡？
1.確定望遠鏡倍率
望遠鏡的
放大倍數
=
——————
f物
f目
制作望遠鏡
2.選擇物鏡和目鏡
（1）焦距：根據放大倍數，選擇焦距合適的兩塊凸透鏡。
（2）直徑：物鏡的直徑還要比目鏡的直徑大一些。
測量凸透鏡的直徑，以便于制作直徑合適的鏡筒。
制作望遠鏡
假設物體距離物鏡很遠，請根據凸透鏡成像特點，推理并論證成像的最佳距離。
最佳成像間距約等于物鏡焦距與目鏡焦距之和，即f物+f目。
活動3：確定最佳成像距離
制作望遠鏡
通過兩個凸透鏡組合使用，兩次成像，可以使我們看清楚遠處的物體。通過光具座可以實現共軸調節。相較于手持望遠鏡，還有哪些不足之處？
制作望遠鏡
實驗步驟：①如圖所示組裝實驗器材，調節光源、兩個不同
焦距的凸透鏡，使三者中心位于同一水平高度；
制作望遠鏡
實驗步驟：②將F型光源放在 98 cm刻度線處，物鏡（f =10 cm）放在20cm刻度線處，前后調節目鏡（f =5cm）直至透過凸透鏡看到F型光源最大、最清晰的像。記錄物鏡與目鏡之間最佳成像距離。
制作望遠鏡
設計鏡筒
在用望遠鏡對不同遠近的物體進行觀察時，需要調節兩塊凸透鏡間的距離。
鏡筒可以設計成兩段，讓物鏡的鏡簡較目鏡的鏡筒粗一些，這樣套在一起，便于在使用時調節。
觀察最遠處的物體時，兩塊凸透鏡闥的距離約等于兩塊凸透鏡的焦距之和；
觀察較近處的物體時，兩塊凸透鏡間的距離要稍大一些。
制作望遠鏡
觀察手持望遠鏡，嘗試使用凸透鏡、瓦楞紙、剪刀、膠帶等材料，通過小組合作，自制一個望遠鏡，實現望遠功能。
活動4：制作望遠鏡
制作望遠鏡
①如圖所示，分別用瓦楞紙包裹物鏡、目鏡，制作鏡筒。
②根據測算的最佳距離，確定鏡筒的長度范圍。裁出凹槽，作為目鏡和物鏡前后調節的軌道。
③將兩個鏡筒嵌套在一起。根據需要，調整目鏡鏡筒的粗細，以便實現共軸調節。
目鏡
物鏡
自制望遠鏡
制作望遠鏡
1.把目鏡鏡筒插入物鏡鏡筒內，把目鏡放到眼前，通過望遠鏡觀察遠處的物體。
2.在觀察時要通過對鏡筒長度的調節，改變物鏡與目鏡間的距離，直到在望遠鏡中看到遠處物體清晰的像為止。
活動5：試用與調整
制作望遠鏡
作品展示：
1. 自制的望遠鏡能否看清楚遠處的物體？
2.簡要介紹如何制作的鏡筒。
3. 介紹制作過程中遇到了什么困難？
4. 該望遠鏡還有哪些可以改進之處？
制作望遠鏡
這里制作的望遠鏡使用了兩塊凸透鏡，觀察到的遠處物體的像是倒立的，怎樣才能通過望遠鏡看到正立的像呢
有兩種方法：
第一種是使用兩個相互垂直的平面反射裝置把所成的像先上下顛倒一次，再左右顛倒一次。
第二種是物鏡使用凸透鏡，目鏡使用凹透鏡，望遠鏡所成的像就是正立的了。
請你利用上面的方法改進你制作的望遠鏡，也可以針對你發現的望遠鏡的其他問題，設計解決的辦法，讓你的望遠鏡更加完善。
制作望遠鏡
第一位把望遠鏡指向天空的是意大利物理學家伽利略。他第一個觀測到木星的衛星，太陽黑子和月球上的環形山。
科學世界
大航海時期的望遠鏡
觀察敵情
觀測太空
科學世界
哈勃空間望遠鏡
世界最大單面望遠鏡
射電望遠鏡：天眼
科學世界
我們的宇宙中擁有上千億個星系。銀河系只是這上千億個星系中的一個。太陽只是銀河系中數千億顆恒星中的一員，地球是太陽系中的一顆普通行星
科學世界
顯微鏡和望遠鏡
望遠鏡
視角
概念
增大視角的方法
探索宇宙
結構
目鏡、物鏡的作用
課堂小結
1.望遠鏡物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成_____像（填“虛”或“實”），這個像是_________（填“放大的”或“縮小的”），道理就像_________的鏡頭成像一樣，目鏡的作用則像一個_________用來把這個像放大。
實
縮小的
照相機
放大鏡
2.物體對眼睛所成視角的大小不僅和物體本身的大小有關，還和____________________有關系。
物體到眼睛的距離
課堂練習
3.對于天文愛好者用的望遠鏡，下列說法正確的是( )
A. 通過望遠鏡最終看到的是正立的天體的像
B. 所成的像比實際的天體小，但相對于眼睛的視角增大了，最終會感覺天體變大了
C. 最終看到的是一個實像
D. 最終所成的像比實際的天體大
B
課堂練習

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