第5節

跨學科實踐：制作望遠鏡八年級初中物理第五章

透鏡及其應用學習目標2.能說出望遠鏡的成像原理。3.知道影響視角大小的因素。1.了解望遠鏡的基本結構。科學家利用巨大的天文望遠鏡接收來自遙遠星系的信息。通過分析這些信息，人們對宇宙了解得越來越深入了。如圖所示，你能根據透鏡成像的知識，自已制作一個望遠鏡嗎?或許你能用它作出新的發現呢!自制的望遠鏡任務1.了解望遠鏡的基本原理。2.設計一個望遠鏡，能夠用它觀察校園內遠處的物體。3.根據你的設計方案，選用合適的器材，制作一個望遠鏡。望遠鏡的種類很多，有一種望遠鏡(比如開普勒望遠鏡)是由兩組凸透鏡組成的。1.望遠鏡的構造望遠鏡的結構（2）目鏡：靠近眼睛的一組凸透鏡，焦距較短。相當于一個放大鏡，物體(物鏡所成的實像)經目鏡成正立、放大的虛像。（1）物鏡：靠近被觀測物體的一組凸透鏡，焦距較長。相當于照相機的鏡頭，遠處的物體經物鏡在焦點附近成倒立、縮小的實像。知識點一

了解望遠鏡的基本原理2.開普勒望遠鏡的成像原理如圖所示，由于望遠鏡所觀察的物體極遠，即物體到物鏡的距離遠大于物鏡的2倍焦距，所以被觀察的物體可以在物鏡的焦點附近成一個倒立、縮小的實像。這個實像落在目鏡的1倍焦距以內，經過目鏡后成正立、放大的虛像。第二次：正立、放大、虛像第一次：倒立、縮小、實像提醒：（1）被觀察的物體通過望遠鏡，第一次成倒立、縮小的實像，“倒立”是相對于物體而言的；第二次成正立、放大的虛像，“正立”是相對于第一次所成的像而言的，所以人眼通過望遠鏡看到的是物體倒立的虛像。（2）不要用望遠鏡直接觀察太陽，否則會損傷眼睛，甚至導致失明。3.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即為視角。視角物體對眼睛所成視角的大小不僅和物體本身的大小有關，還和物體到眼睛的距離有關。視角大a視角小a

距離相等時，大物體的視角大，小物體的視角小。視角小

物體大小一定時，看近處的物體，視角大，遠處的物體視角小。視角大aa通過望遠鏡看物體物體縮小的像通過目鏡可觀察物體的虛像，視角增大了，好像物體被移近，從而使我們能看清遠處的物體。視角視角典例1D

某天文愛好者為了研究“超級月亮”這一現象，于是架設一臺天文望遠鏡做進一步觀察。如圖所示，關于該望遠鏡，下列說法正確的是（）A．物鏡和目鏡都是凹透鏡B．物鏡使遠處的物體成放大的實像C．目鏡相當于放大鏡，成放大的實像D．物鏡越大，成像越明亮解析：望遠鏡的物鏡和目鏡都是凸透鏡，故A錯誤；望遠鏡的物鏡相當于照相機的鏡頭，使遠處的物體成一個倒立、縮小的實像，故B錯誤；遠處的物體經物鏡成倒立、縮小的實像，該實像在望遠鏡目鏡的焦點以內，經目鏡成正立、放大的虛像，目鏡的作用相當于放大鏡，故C錯誤；望遠鏡的物鏡越大，收集到的光線越多，成像越明亮，故D正確。答案：D設計簡易望遠鏡知識點二

1.確定望遠鏡的放大倍率取放大倍率為2~3倍即可。2.選擇物鏡和目鏡應選擇焦距較長、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。3.設計鏡筒鏡筒可以設計成兩段，讓物鏡的鏡筒較目鏡的鏡筒粗一些，這樣套在一起，便于在使用時調節。制作及調試望遠鏡知識點三制作：根據所選凸透鏡的焦距和直徑制作鏡筒。試用與調整：把目鏡鏡筒插人物鏡鏡筒內，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。反思與拓展:這里制作的望遠鏡使用了兩塊凸透鏡，觀察到的遠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。望遠鏡與宇宙探索1.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。2.1846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。3.1990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。太陽系“哈勃”太空望遠鏡4.2009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。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。5.宇宙擁有上千億個星系，銀河系是其中的一個，銀河系的直徑約10萬光年，銀河系有幾千億顆恒星，太陽是其中的一員。隨著技術的進步，更多的大型望遠鏡和空間望遠鏡將提供更高的分辨率和更廣的觀測范圍，繼續挑戰和超越我們對字宙的現有認識，幫助我們揭示更多宇宙的奧秘。課堂小結制作望遠鏡工作