4.7通過透鏡看世界

教科版（2024）物理八年級上冊第4章

光的世界目錄素養(yǎng)目標(biāo)01課程導(dǎo)入02新課講解03總結(jié)歸納04課堂練習(xí)05正確教育素養(yǎng)目標(biāo)1.了解望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造及成像原理，并會制作望遠(yuǎn)鏡2.了解顯微鏡的構(gòu)造及成像原理，并會制作顯微鏡

宇宙浩瀚無垠，如果想看得更遠(yuǎn)更清晰，我們需要借助一些工具，如望遠(yuǎn)鏡。望遠(yuǎn)鏡

16世紀(jì)，荷蘭人漢斯·利帕希(HansLippershey)將兩塊透鏡一進(jìn)醫(yī)院放在眼前時(shí)，驚訝地發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處教堂上的風(fēng)標(biāo)仿佛變得又大又近了。

后來，他將兩塊透鏡裝入一根金屬管子，以便固定，后人稱它為“光鏡”。早期望遠(yuǎn)鏡伽利略將望遠(yuǎn)鏡指向太空，首次看到了月球上的環(huán)形山、木星的4顆衛(wèi)星、太陽黑子，以及茫茫銀河中的點(diǎn)點(diǎn)繁星，成為第一個(gè)用望遠(yuǎn)鏡觀測星空的人。那么望遠(yuǎn)鏡的原理是什么呢？1609年，伽利略發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡，開起了天文學(xué)的新篇章靠近眼睛的凸透鏡靠近被觀測物體的凸透鏡

物鏡目鏡鏡筒望遠(yuǎn)鏡的主要結(jié)構(gòu)是什么？如何使用？望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)望遠(yuǎn)鏡的成像原理（1）物鏡：相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭，

成倒立縮小的實(shí)像。把物鏡所成的像再放大一次。（2）目鏡：相當(dāng)于放大鏡（成正立放大的虛像），OFF物體像人眼使用望遠(yuǎn)鏡看到的像比人眼看到物體大還是?。繛槭裁词褂猛h(yuǎn)鏡觀察物體時(shí)，感覺物體被放大了呢？視角──從眼睛的中心向物體兩端所引的兩條直線的夾角。視角與什么因素有關(guān)？aa物體對眼睛所成的視角越大，它在視網(wǎng)膜上所成的像就越大。視角視角大a視角小a距離相等時(shí)，大物體的視角大，小物體的視角小。物體大小一定時(shí)，看近處的物體，視角大，遠(yuǎn)處的物體視角小。視角小視角大aa視角的大小不僅與物體本身大小有關(guān)，還和物體到眼睛的距離有關(guān)。望遠(yuǎn)鏡對視角的放大物體像

望遠(yuǎn)鏡所成的像雖然比原物體小，但離人的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角可以變得很大，因此遠(yuǎn)處的物體可以被看清。開普勒望遠(yuǎn)鏡是由兩組凸透鏡組成的，如圖所示。物鏡相當(dāng)于________，目鏡相當(dāng)于________（前兩空均選填“照相機(jī)”“投影儀”或“放大鏡”）。望遠(yuǎn)鏡的物鏡所成的像離觀察者很近，再加上目鏡的作用，使得觀察的視角________。照相機(jī)經(jīng)典例題變大放大鏡答案：照相機(jī)；放大鏡；變大解析：開普勒望遠(yuǎn)鏡是由兩組凸透鏡組成的。物鏡相當(dāng)于一個(gè)照相機(jī)，能成一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像；目鏡相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，能成一個(gè)正立、放大的虛像，因此，我們看到的是倒立的虛像。由于被觀察物體經(jīng)物鏡成的實(shí)像離眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角變大，我們感到像變大了。

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了。

你能根據(jù)所學(xué)知識，自己制作一個(gè)望遠(yuǎn)鏡嗎?或許你能用它作出新的發(fā)現(xiàn)呢!

自制的望遠(yuǎn)鏡可以采用單片的凸透鏡作為目鏡和物鏡。為了讓成像質(zhì)量好一些，其放大倍率不宜過大，取放大倍率為2~3倍即可。第一步：確定望遠(yuǎn)鏡的放大倍率望遠(yuǎn)鏡的物鏡和目鏡可以選擇老人閱讀用放大鏡的鏡片，也可以使用老花鏡的鏡片，還可以直接購買凸透鏡。利用本章所學(xué)知識測量凸透鏡的焦距，并根據(jù)放大倍數(shù)的要求，選擇適當(dāng)焦距的凸透鏡分別作為物鏡和目鏡。利用太陽光測量凸透鏡的焦距利用平行光測量凸透鏡的焦距第二步：選擇合適的物鏡和目鏡

在選擇兩塊凸透鏡時(shí)，除了需要滿足焦距的要求，物鏡的直徑還要比目鏡的直徑大一些。測量凸透鏡的直徑，以便于制作直徑合適的鏡筒。

由此，應(yīng)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。

在用望遠(yuǎn)鏡對不同遠(yuǎn)近的物體進(jìn)行觀察時(shí)，需要調(diào)節(jié)兩塊凸透鏡間的距離。如圖所示，鏡筒可以設(shè)計(jì)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(shí)調(diào)節(jié)。觀察最遠(yuǎn)處的物體時(shí)，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(shí)，兩塊凸透鏡間的距離要稍大一些。自制望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)第三步：設(shè)計(jì)鏡筒第四步：制作望遠(yuǎn)鏡①如圖所示，分別用瓦楞紙包裹物鏡、目鏡，制作鏡筒。②根據(jù)測算的最佳距離，確定鏡筒的長度范圍。裁出凹槽，作為目鏡和物鏡前后調(diào)節(jié)的軌道。③將兩個(gè)鏡筒嵌套在一起。根據(jù)需要，調(diào)整目鏡鏡筒的粗細(xì)，以便實(shí)現(xiàn)共軸調(diào)節(jié)。目鏡物鏡自制望遠(yuǎn)鏡1.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。2.在觀察時(shí)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。望遠(yuǎn)鏡的試用與調(diào)整這里制作的望遠(yuǎn)鏡使用了兩塊凸透鏡，觀察到的遠(yuǎn)處物體的像是倒立的，怎樣才能通過望遠(yuǎn)鏡看到正立的像呢?①是使用兩個(gè)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是物鏡使用凸透鏡，目鏡使用凹透鏡，望遠(yuǎn)鏡所成的像就是正立的了。展望遙遠(yuǎn)的宇宙空間韋布望遠(yuǎn)鏡拍攝的深空宇宙彩色圖像哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的宇宙場景——“創(chuàng)生之柱”顯微鏡顯微鏡：用來觀察細(xì)微物體及物體的精細(xì)結(jié)構(gòu)的儀器。目鏡物鏡載物臺反光鏡靠近眼睛的凸透鏡，焦距較長靠近被觀察物體的凸透鏡，焦距很短承載被觀察的物體增加光的強(qiáng)度，照亮被觀察的物體顯微鏡的構(gòu)造顯微鏡的原理相當(dāng)于投影儀的鏡頭相當(dāng)于放大鏡第一次：倒立、放大的實(shí)像第二次：正立、放大的虛像倒立、放大的虛像動手做做一臺簡易顯微鏡

一個(gè)凸透鏡能放大物體，能不能用兩個(gè)透鏡把物體放得更大呢？用兩個(gè)焦距不同的凸透鏡來試一試吧。奇異的微觀世界顯微鏡下的植物細(xì)胞用顯微鏡觀察到的細(xì)菌顯微鏡下的瘧原蟲播放視頻：奇妙的微觀世界把一滴水滴在玻璃板上，在玻璃板下面放置一個(gè)用眼睛看不清楚的小物體，拿一個(gè)放大鏡位于水滴的上方，慢慢調(diào)節(jié)這個(gè)鏡子與水滴之間的距離，你就更能看清玻璃板下的微小物體，這時(shí)它們的作用相當(dāng)于一個(gè)________（選填“望遠(yuǎn)鏡”或“顯微鏡”），小物體通過水滴成一個(gè)__________________________，人眼睛通過放大鏡觀察到的是一個(gè)________（選填“實(shí)像”或“虛像”）。顯微鏡經(jīng)典例題倒立、放大的實(shí)像虛像答案：顯微鏡；倒立、放大的實(shí)像；虛像解析：因?yàn)樾∷沃虚g比邊緣厚，所以小水滴就相當(dāng)于凸透鏡，拿一個(gè)放大鏡位于水滴的上方，小水滴相當(dāng)于顯微鏡的物鏡，能成一個(gè)倒立、放大的實(shí)像，放大鏡相對于顯微鏡的目鏡，它們的共同作用相當(dāng)于顯微鏡，所以更能看清玻璃板下的微小物體。小物體所成的實(shí)像在放大鏡的一倍焦距以內(nèi)，成正立、放大的虛像，所以人眼睛通過放大鏡觀察到的是一個(gè)虛像。第一次：倒立、放大的實(shí)像第二次：正立、放大的虛像倒立、放大的虛像第一次：倒立、縮小的實(shí)像第二次：正立、放大的虛像倒立、縮小的虛像望遠(yuǎn)鏡顯微鏡1.項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組在“自制望遠(yuǎn)鏡”活動中選擇了兩塊透鏡，將其中一塊透鏡正對太陽光，觀察到地面上出現(xiàn)了明亮的光斑，如圖所示。下列說法中正確的是()A.該透鏡是凹透鏡

B.該透鏡對光具有發(fā)散作用C.該透鏡可用來制作望遠(yuǎn)鏡的物鏡

D.可以使用這種透鏡來矯正近視眼C答案：C解析：AB.將透鏡正對太陽光，觀察到地面上出現(xiàn)了明亮的光斑，說明透鏡對光線有會聚作用，該透鏡是凸透鏡，故AB錯誤；C.該透鏡是凸透鏡，凸透鏡可用來制作望遠(yuǎn)鏡的物鏡，故C正確；D.凸透鏡能夠矯正遠(yuǎn)視眼，凹透鏡可以矯正近視眼，故D錯誤。2.如圖是顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡原理示意圖，下面關(guān)于它們成像的說法正確的是()①顯微鏡先成放大的實(shí)像，再成放大的虛像；②顯微鏡先成縮小的實(shí)像，再成放大的虛像；③望遠(yuǎn)鏡先成縮小的實(shí)像，再成放大的虛像；④望遠(yuǎn)鏡先成放大的實(shí)像，再成放大的虛像。

A.①③ B.②④ C.①④ D.②③A答案：A解析：顯微鏡物鏡和目鏡都是凸透鏡，把標(biāo)本放在物鏡的二倍焦距和一倍焦距之間，這樣得到