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第5节 制作望远镜
第五章 透镜及其应用
1.通过学习，掌握望远镜的基本结构，理解物镜、目镜的作用。
2.了解望远镜的成像原理以及像的实质。
3.还要了解视角的概念，了解影响视角大小的因素。
1. 望远镜的结构：有一种望远镜由两组凸透镜组成，靠近眼睛的叫______，靠近被观测物体的叫_______。
目镜
物镜
3. 物体的两端到人眼处所夹的角叫_______，物体越_____，物体与人眼的距离越_____，其视角就越大。
2. 望远镜的物镜相当于一个照相机的镜头，成倒立、____的_____像，望远镜的目镜相当于一个放大镜，成正立、______的_____像。
缩小
实
放大
虚
视角
大
小
天文爱好者和工作者会用天文望远镜观察宇宙天体，那么望远镜又是如何工作的呢，原理是什么？
望远镜的基本原理
一
1.望远镜的结构
靠近物体的叫物镜
靠近眼睛的叫目镜
2.望远镜原理
照相机
放大镜
倒立、缩小的实像
目镜
正立、放大的虚像
望远镜
物 镜
靠近物体
靠近眼睛
第一次：倒立、缩小、实像
物镜：照相机
目镜：放大镜
第二次：“正立”、放大、虚像
3.望远镜的光路图
常见的望远镜
物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，这样的像应该是缩小的，为什么用望远镜观察物体时会感到像被放大了？
我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。
4.视角
思考
定义：从眼睛光心向观察 物体的两端 所引的两条直线的夹角。
视角
物体对眼睛所成视角的大小和物体本身的大小、物体到眼睛的距离有关。
物体越大，距离越近视角越大
视角
望远镜虽然没有把物体放大，但成的像离眼睛很近，增大了视角，所以感觉看到的物体放大了，变清楚了。
物体
像
视角与清晰度
望远镜的物镜的直径很大，能够会聚更多的光，使得所成的像更加明亮。
设计简易望远镜
二
1.确定望远镜的放大倍率
自制的望远镜可以采用单片的凸透镜作为目镜和物镜。为了让成像质量好一些，其放大倍率不宜过大，取放大倍率为2~3倍即可。
2.选择物镜和目镜
（1）物镜和目镜可以用放大镜、老花镜镜片或者直接购买凸透镜。
（2）测量凸透镜焦距，选择适当焦距的凸透镜作为物镜和目镜。
（3）物镜的直径要大于目镜的直径。
物镜：焦距较长，直径较大的凸透镜
目镜：焦距较短，直径较小的凸透镜
3.设计镜筒
物镜的镜筒要比目镜的镜筒粗。
物镜
目镜
（1）观察最远处的物体时，两块凸透镜间的距离约为两块凸透镜焦距之和；
（2）观察较近处物体时，两块凸透镜间的距离要稍大一些。
制作及调试望远镜
三
1.制作
（1）根据所选凸透镜的焦距和直径制作镜筒。
可以利用现成的圆筒状物体（如装羽毛球的筒），也可以通过截取适当尺寸的长方形纸板（如瓦楞纸板或其他材料），并把它卷起来制成镜筒。
（2）每段镜筒长度需合适，留出前后调节的空间。
（3）把物镜和目镜固定在镜筒上。
2.试用和调试
把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体。在观察时要通过对镜筒长度的调节，改变物镜与目镜间的距离，直到在望远镜中看到远处物体清晰的像为止。
制作的望远镜使用的是两块凸透镜，观察到的物体的像是倒立的，怎样才能通过望远镜看到正立的像呢？
①使用两个相互垂直的平面反射装置把所成的像先上下颠倒一次，再左右颠倒一次；
②物镜使用凸透镜，目镜使用凹透镜，望远镜所成的像就是正立的了。
反思与拓展
四
意大利物理学家伽利略是第一位把望远镜指向天空的人。 1609年，伽利略用自制的望远镜观察天体，以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。他还第一个观察到了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山。
使用望远镜探索宇宙的历程
望远镜与宇宙探索
伽利略时代的望远镜
科学世界
1846年，科学家用望远镜观测到“海王星”。海王星的发现为万有引力定律提供了有力的支持。
海王星的发现
1990年，科学家把“哈勃”太空望远镜送入太空，使人类观测宇宙的能力空前提高。
哈勃空间望远镜
我国不仅古代在天文观测上取得了丰硕的成果在现代也对宇宙探索作出了很大贡献。2009年，郭守敬望远镜建成，并于2011年启动光谱巡天任务，成为世界上第一个获取光谱数突破千万量级的望远镜(如图)。2020年，中国天眼正式开放运行，它是目前全球单口径最大、灵敏度最高的射电天文望远镜。
郭守敬望远镜
目前，人类能观测到约130亿光年外的宇宙空间情况，但仍没找到宇宙的边缘。
我们的宇宙中拥有上千亿个星系，银河系是其中一个，太阳是银河系中一员，地球是太阳系中的一颗行星，地球在离太阳比较近的第三条轨道上。
1.望远镜的结构：
物镜：靠近被观测物体的凸透镜
目镜：靠近眼睛的凸透镜
2.视角：
视角的大小不仅和物体本身大小有关，还和物体到眼睛的距离有关
3.制作望远镜

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