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(共31張PPT)
第五章 透鏡及其應(yīng)用
第5節(jié) 制作望遠(yuǎn)鏡
截至2023年7月，被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）已發(fā)現(xiàn)800余顆新脈沖星。它對推進世界天文學(xué)事業(yè)發(fā)展有著重大意義。
科學(xué)家利用巨大的天文望遠(yuǎn)鏡接收來自遙遠(yuǎn)星系的信息，通過分析這些信息，人們對宇宙了解得越來越深入。你能根據(jù)透鏡成像的知識，自己制作一個望遠(yuǎn)鏡嗎？
項目提出
要自己制作望遠(yuǎn)鏡，你需要完成以下任務(wù)。
1. 了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理。
2. 設(shè)計一個望遠(yuǎn)鏡，能夠用它觀察校園內(nèi)遠(yuǎn)處的物體。
3. 根據(jù)你的設(shè)計方案，選用合適的器材，制作一個望遠(yuǎn)鏡。
項目分析
1.了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理
常見的望遠(yuǎn)鏡由兩組凸透鏡組成，靠近眼睛的叫作目鏡，靠近被觀測物體的叫作物鏡。
物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點附近成實像，目鏡的作用相當(dāng)于一個放大鏡，用來把這個像放大。
項目實施
物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點附近成實像，目鏡的作用相當(dāng)于一個放大鏡，用來把這個像放大。
1.了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理
常見的望遠(yuǎn)鏡由兩組凸透鏡組成，靠近眼睛的叫作目鏡，靠近被觀測物體的叫作物鏡。
項目實施
目鏡
物鏡
第一次：倒立、縮小、實像
第二次：正立、放大、虛像
最終：倒立、縮小、虛像
遠(yuǎn)處的光
1.了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理
項目實施
望遠(yuǎn)鏡的成像特點
目鏡 物鏡
使被觀察的物體成________________像，相當(dāng)于___________的鏡頭。 將物鏡所成的實像_________，相當(dāng)于_______鏡，成_____像。
放大
虛
倒立、縮小的實
照相機
放大
最終望遠(yuǎn)鏡成的像還是縮小的像，為什么我們看的更清楚呢？
1.了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理
項目實施
視角
觀察物體時，從物體兩端（上、下或左、右）引出的光線在人眼光心處所成的夾角。
ɑ
ɑ
那視角與那些因素有關(guān)呢？
1.了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理
項目實施
視角大
視角小
視角
結(jié)論：物體大小相同下，距離越近，視角越大。
1.了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理
項目實施
視角小
視角大
結(jié)論：物體大小相同下，距離越近，視角越大。
視角
1.了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理
項目實施
視角相同
所以，望遠(yuǎn)鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得很大。
視角
1.了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理
項目實施
進一步的分析表明，像右圖這樣的望遠(yuǎn)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。
1.了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理
項目實施
（1）確定望遠(yuǎn)鏡的放大倍率
采用單片的凸透鏡作為目鏡和物鏡，為了讓成像效果好一些，取放大倍率為2~3倍即可。
2.設(shè)計簡易望遠(yuǎn)鏡
（2）選擇物鏡和目鏡
選擇焦距較長、直徑較大的凸透鏡作為物鏡，焦距較短、直徑較小的凸透鏡作為目鏡。需要測量凸透鏡的直徑，以便于制作直徑合適的鏡筒。
項目實施
（3）設(shè)計鏡筒
鏡筒可以設(shè)計成兩段，讓物鏡的鏡筒較目鏡的鏡筒粗一些，這樣套在一起，便于在使用時調(diào)節(jié)。觀察最遠(yuǎn)處的物體時，兩塊凸透鏡間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。
2.設(shè)計簡易望遠(yuǎn)鏡
項目實施
（1）制作
3.制作及調(diào)試望遠(yuǎn)鏡
①根據(jù)所選凸透鏡的焦距和直徑制作鏡筒。例如，準(zhǔn)備焦距約為20cm，直徑約為5cm的物鏡；焦距約為10cm，直徑約為4cm的目鏡。以小組為單位開始制作及調(diào)試望遠(yuǎn)鏡。
項目實施
（1）制作
3.制作及調(diào)試望遠(yuǎn)鏡
②根據(jù)焦距計算鏡筒最長和最短伸縮尺寸，將紙板裁剪成正方形，中間挖洞，制作伸縮望遠(yuǎn)鏡的鏡筒（提醒:兩個伸縮內(nèi)嵌鏡筒盡量要精準(zhǔn)契合）。
③安裝鏡頭：用雙面膠將透鏡固定到鏡筒上 , 物鏡 、目鏡安裝步驟相同。
項目實施
（2）試用與調(diào)整
3.制作及調(diào)試望遠(yuǎn)鏡
把目鏡鏡筒插入物鏡鏡筒內(nèi)，把目鏡放到眼前，通過望遠(yuǎn)鏡觀察遠(yuǎn)處的物體。在觀察時要通過對鏡筒長度的調(diào)節(jié)，改變物鏡與目鏡間的距離，直到在望遠(yuǎn)鏡中看到遠(yuǎn)處物體清晰的像為止。
項目實施
3.制作及調(diào)試望遠(yuǎn)鏡
項目實施
向其他同學(xué)展示你的成果，介紹你的制作方案，分享你的收獲。例如，在制作望遠(yuǎn)鏡的過程中，你發(fā)現(xiàn)了哪些問題 你是如何改進的 還要傾聽其他同學(xué)的講解，看看對你有什么啟發(fā)。同學(xué)之間相互評價，比一比誰的望遠(yuǎn)鏡更完善。
展示交流
反思與拓展
這里制作的望遠(yuǎn)鏡用了兩塊凸透鏡，觀察到的遠(yuǎn)處物體的像是倒立，怎樣才能通過望遠(yuǎn)鏡看到正立的像呢？
方法一：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；
方法二：物鏡使用凸透鏡，目鏡使用凹透鏡，望遠(yuǎn)鏡所成的像就是正立的了。
伽利略式望遠(yuǎn)鏡
展示交流
望遠(yuǎn)鏡與宇宙探索
在人類歷史的早期，人們利用肉眼觀測天象。后來人們通過測量天體的運動、制定歷法，指導(dǎo)人們的生產(chǎn)生活。例如，戰(zhàn)國時期的文獻中記載：“斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。”
科學(xué)世界
望遠(yuǎn)鏡與宇宙探索
望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明大大擴展了人類觀測天空的視野。第一位把望遠(yuǎn)鏡指向天空的是意大利物理學(xué)家伽利略。1609年，伽利略用自制的望遠(yuǎn)鏡觀察天體，以確鑿的證據(jù)支持了哥白尼的“日心說”。
科學(xué)世界
望遠(yuǎn)鏡與宇宙探索
1846年，科學(xué)家根據(jù)牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律，猜想天王星外還存在一顆未知的行星，并計算出了這顆行星的運動軌道。不久，人們用望遠(yuǎn)鏡在預(yù)測的位置發(fā)現(xiàn)了這顆行星，它被命名為“海王星”。
科學(xué)世界
望遠(yuǎn)鏡與宇宙探索
1990年，科學(xué)家把“哈勃”空間望遠(yuǎn)鏡送入太空，使人類觀測宇宙的能力空前提高。除光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡外，人們還發(fā)明了其他觀測太空的儀器，如射電天文望遠(yuǎn)鏡，這使人類對宇宙的了解越來越深入。
科學(xué)世界
望遠(yuǎn)鏡與宇宙探索
2009年，郭守敬望遠(yuǎn)鏡建成，并于2011年啟動光譜巡天任務(wù)，成為世界上第一個獲取光譜數(shù)突破千萬量級的望遠(yuǎn)鏡。
科學(xué)世界
望遠(yuǎn)鏡與宇宙探索
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(yuǎn)鏡。
科學(xué)世界
望遠(yuǎn)鏡與宇宙探索
科學(xué)世界
制作望遠(yuǎn)鏡
了解望遠(yuǎn)鏡的基本原理
制作及調(diào)試
望遠(yuǎn)鏡
設(shè)計簡易
望遠(yuǎn)鏡
物鏡：相當(dāng)于照相機，
成倒立縮小實像
目鏡：相當(dāng)于放大鏡，
成正立放大虛像
項目提出
項目分析
項目實施
展示交流
1. 人眼看同一個物體,會出現(xiàn)“近大遠(yuǎn)小”的現(xiàn)象,這和物體與人的眼睛所成視角的大小有關(guān),如圖所示。同一個物體離人眼越遠(yuǎn)時,視角越　 　。當(dāng)人離不同大小的物體一樣遠(yuǎn)時,視角也會不同,物體越大,則視角越　 　(均選填“大”或“小”)。
小
大
2. 如圖所示,關(guān)于該望遠(yuǎn)鏡,下列說法正確的是( )
A.它的物鏡和顯微鏡的物鏡作用相同
B.它的物鏡相當(dāng)于放大鏡,用來把像放大
C.它的物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點附近成虛像
D.它的物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點附近成實像
D

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