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第5节 跨学科实践：制作望远镜
第五章 透镜及其应用
知识点
望远镜的原理
知1－讲
1
1. 结构 生活中的望远镜可看成是由两个透镜组成的，靠近人眼的透镜是目镜，靠近物体的透镜是物镜。
2. 作用 使远处的物体变近，即把远处物体移到眼前来看。
知1－讲
3. 开普勒望远镜
(1)如图1 所示，物镜是焦距较长的凸透镜，相当于照相机的镜头。远处的物体通过物镜成倒立、缩小的实像。
(2)目镜是焦距较短的凸透镜，相当于放大镜。对物镜成的像进行放大。通过目镜看到的是物体的倒立像。
知1－讲
(3)成像原理
物距远大于二倍焦距
成像在物镜焦点附近
在目镜一倍焦距内
知1－讲
4. 视角
(1)人能否看清物体，如图2 所示的视角十分重要。物体对眼睛所成的视角越大就越清晰。
(2)视角大小的影响因素有物体的大小和
物体到眼睛的距离，物体越大，距离
眼睛越近，视角越大。
(3)望远镜可以使远处物体对眼睛的视角变大。
知1－讲
5. 望远镜的放大倍率等于物镜和目镜的焦距之比，即。
知1－讲
知识拓展
望远镜的种类较多，结构也有差别。
种类 结构 成像特点
开普勒望远镜 物镜和目镜都是凸透镜 倒立的像
伽利略望远镜 物镜是凸透镜，目镜是凹透镜 正立的像
反射式望远镜 物镜是凹面镜目镜是凸透镜 ——
知1－练
例 1
随着人们生活水平和文化水平的提高，望远镜已逐渐进入人们的日常生活，如图3 所示，
知1－练
关于望远镜的知识，以下说法不正确的是( )
A. 图中望远镜中靠近眼睛的镜片叫目镜，利用目镜可以把景物的像放大，相当于放大镜
B. 图中物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成缩小的实像，这类似于照相机
C. 第一个用天文望远镜观测天体的科学家是伽利略
D. 望远镜都是由两个凸透镜构成的
知1－练
解析：伽利略望远镜目镜是凹透镜，即选项D 的说法是不正确的。
答案：D
知1－练
1．由两个凸透镜组成的简易天文望远镜，当远处的物体经过它的物镜时成倒立、 ______的实像，该像落在目镜__________ (填“1 倍焦距”或“2 倍焦距”)以内的位置，这个实像经过目镜成正立、 ______的虚像。
缩小
1倍焦距
放大
知2－讲
知识点
设计简易望远镜
2
1. 物镜和目镜的选择 物镜的焦距是目镜的焦距的2 ~3 倍；物镜的直径比目镜的直径大。
2. 镜筒的设计 观察远处物体时，物镜和目镜之间的距离约为两块凸透镜的焦距之和，观察较近处物体时，物镜和目镜之间的距离大于两块凸透镜的焦距之和，即两个镜筒的总长度比物镜和目镜的焦距之和要长几厘米。
知2－讲
深度理解
物镜的直径比目镜的直径大的好处:物镜可以接收到更多来自物体的光，使成像更加清晰。
知2－练
小明制作简易望远镜时，细镜筒插入粗镜筒后，镜筒总长度为40~45 cm。为了让成像质量好一些，他应该选择下列哪一组凸透镜( )
A.f 物=20 cm，f 目=20 cm
B.f 物=30 cm，f 目=10 cm
C.f 物=35 cm，f 目=5 cm
D.f 物=45 cm，f 目=15 cm
例2
知2－练
解析：望远镜观察远处物体时，物镜和目镜之间的距离约等于两块凸透镜的焦距之和，观察较近处物体时，物镜和目镜之间的距离大于两块凸透镜的焦距之和，且为了让成像质量好一些，取放大倍率2 ~3 倍即可，即为2~3。
答案：B
知2－练
2．制作望远镜时，小明选用的甲、乙两个凸透镜的焦距分别为20 cm和10 cm，他应该把_______(填“甲”或“乙”)凸透镜作为物镜，观察较远物体时，两个凸透镜之间距离为_______cm。
甲
30
知3－讲
知识点
制作及调试望远镜
3
1. 选用两块焦距合适的凸透镜。
2. 选择硬纸板制作镜筒时，注意凸透镜的直径，凸透镜刚好放进镜筒为佳。目镜纸筒放进物镜纸筒，两个镜筒伸缩的最短长度与两个凸透镜的焦距之和相等。
深度思考制作镜筒如何减小两个镜筒间缝隙？ 如果制作好的镜筒之间出现缝隙怎么办？
知3－讲
深度理解
选择厚些的纸板制作目镜镜筒或增加目镜镜筒纸板的层数。可以在目镜纸筒上套一个橡皮筋，通过橡皮筋来填补缝隙问题。
3. 物镜和目镜的固定。将硬纸板剪成细长条，先在镜筒放凸透镜的位置里面用胶水贴一圈硬纸条，放进凸透镜后再在凸透镜外面贴一圈硬纸条(用带泡沫的双面胶固定更佳)。
4. 把目镜镜筒插入物镜镜筒，通过制作的望远镜观察远处物体，调整两个镜筒长度，直到观察到的像最清晰。
知3－讲
探究思考用凹透镜再制作一个目镜镜筒，注意两个目镜的直径相近，凹透镜的焦距小些。将目镜(凹透镜)镜筒插入物镜镜筒，进行下列探究：
(1)把镜筒拉长通过望远镜观看远处的物体，能否看到远处的物体？
知3－讲
探究结果通过望远镜看不到远处的物体。
(2)把镜筒逐渐缩短，通过望远镜观看远处的物体，如果镜筒缩到最短时还能看到远处的物体，将两个镜筒逐渐剪短，直到通过望远镜看到远处的物体。看到的像是正立的还是倒立的？
知3－讲
探究结果看到的像是正立的。
跨学科实践：制作望远镜
物镜＋目镜
物镜和目镜的成像
望远镜
像比物小

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