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第5節 制作望遠鏡
第五章 透鏡及其應用
1.通過學習，掌握望遠鏡的基本結構，理解物鏡、目鏡的作用。
2.了解望遠鏡的成像原理以及像的實質。
3.還要了解視角的概念，了解影響視角大小的因素。
1. 望遠鏡的結構：有一種望遠鏡由兩組凸透鏡組成，靠近眼睛的叫______，靠近被觀測物體的叫_______。
目鏡
物鏡
3. 物體的兩端到人眼處所夾的角叫_______，物體越_____，物體與人眼的距離越_____，其視角就越大。
2. 望遠鏡的物鏡相當于一個照相機的鏡頭，成倒立、____的_____像，望遠鏡的目鏡相當于一個放大鏡，成正立、______的_____像。
縮小
實
放大
虛
視角
大
小
天文愛好者和工作者會用天文望遠鏡觀察宇宙天體，那么望遠鏡又是如何工作的呢，原理是什么？
望遠鏡的基本原理
一
1.望遠鏡的結構
靠近物體的叫物鏡
靠近眼睛的叫目鏡
2.望遠鏡原理
照相機
放大鏡
倒立、縮小的實像
目鏡
正立、放大的虛像
望遠鏡
物 鏡
靠近物體
靠近眼睛
第一次：倒立、縮小、實像
物鏡：照相機
目鏡：放大鏡
第二次：“正立”、放大、虛像
3.望遠鏡的光路圖
常見的望遠鏡
物體距離物鏡很遠，它的像卻離物鏡很近，這樣的像應該是縮小的，為什么用望遠鏡觀察物體時會感到像被放大了？
我們能不能看清一個物體，它對我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要。
4.視角
思考
定義：從眼睛光心向觀察 物體的兩端 所引的兩條直線的夾角。
視角
物體對眼睛所成視角的大小和物體本身的大小、物體到眼睛的距離有關。
物體越大，距離越近視角越大
視角
望遠鏡雖然沒有把物體放大，但成的像離眼睛很近，增大了視角，所以感覺看到的物體放大了，變清楚了。
物體
像
視角與清晰度
望遠鏡的物鏡的直徑很大，能夠會聚更多的光，使得所成的像更加明亮。
設計簡易望遠鏡
二
1.確定望遠鏡的放大倍率
自制的望遠鏡可以采用單片的凸透鏡作為目鏡和物鏡。為了讓成像質量好一些，其放大倍率不宜過大，取放大倍率為2~3倍即可。
2.選擇物鏡和目鏡
（1）物鏡和目鏡可以用放大鏡、老花鏡鏡片或者直接購買凸透鏡。
（2）測量凸透鏡焦距，選擇適當焦距的凸透鏡作為物鏡和目鏡。
（3）物鏡的直徑要大于目鏡的直徑。
物鏡：焦距較長，直徑較大的凸透鏡
目鏡：焦距較短，直徑較小的凸透鏡
3.設計鏡筒
物鏡的鏡筒要比目鏡的鏡筒粗。
物鏡
目鏡
（1）觀察最遠處的物體時，兩塊凸透鏡間的距離約為兩塊凸透鏡焦距之和；
（2）觀察較近處物體時，兩塊凸透鏡間的距離要稍大一些。
制作及調試望遠鏡
三
1.制作
（1）根據所選凸透鏡的焦距和直徑制作鏡筒。
可以利用現成的圓筒狀物體（如裝羽毛球的筒），也可以通過截取適當尺寸的長方形紙板（如瓦楞紙板或其他材料），并把它卷起來制成鏡筒。
（2）每段鏡筒長度需合適，留出前后調節的空間。
（3）把物鏡和目鏡固定在鏡筒上。
2.試用和調試
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。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。
制作的望遠鏡使用的是兩塊凸透鏡，觀察到的物體的像是倒立的，怎樣才能通過望遠鏡看到正立的像呢？
①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；
②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。
反思與拓展
四
意大利物理學家伽利略是第一位把望遠鏡指向天空的人。 1609年，伽利略用自制的望遠鏡觀察天體，以確鑿的證據支持了哥白尼的“日心說”。他還第一個觀察到了木星的衛星、太陽黑子和月球上的環形山。
使用望遠鏡探索宇宙的歷程
望遠鏡與宇宙探索
伽利略時代的望遠鏡
科學世界
1846年，科學家用望遠鏡觀測到“海王星”。海王星的發現為萬有引力定律提供了有力的支持。
海王星的發現
1990年，科學家把“哈勃”太空望遠鏡送入太空，使人類觀測宇宙的能力空前提高。
哈勃空間望遠鏡
我國不僅古代在天文觀測上取得了豐碩的成果在現代也對宇宙探索作出了很大貢獻。2009年，郭守敬望遠鏡建成，并于2011年啟動光譜巡天任務，成為世界上第一個獲取光譜數突破千萬量級的望遠鏡(如圖)。2020年，中國天眼正式開放運行，它是目前全球單口徑最大、靈敏度最高的射電天文望遠鏡。
郭守敬望遠鏡
目前，人類能觀測到約130億光年外的宇宙空間情況，但仍沒找到宇宙的邊緣。
我們的宇宙中擁有上千億個星系，銀河系是其中一個，太陽是銀河系中一員，地球是太陽系中的一顆行星，地球在離太陽比較近的第三條軌道上。
1.望遠鏡的結構：
物鏡：靠近被觀測物體的凸透鏡
目鏡：靠近眼睛的凸透鏡
2.視角：
視角的大小不僅和物體本身大小有關，還和物體到眼睛的距離有關
3.制作望遠鏡

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