八年级物理上册《显微镜和望远镜》活动与探究 人教新课标版

1、显微镜和望远镜活动与探究课题制作望远镜内容学过了有关望远镜的一些知识.学生们也想用望远镜观看星象，迫切需要有一架天文望远镜，但是目前国内能买到望远镜的地方不是很多，而需要买到自己合适的也不很容易，所以最好的办法就是自己做一架，这也是一件非常有意义的事情.过程怎么制作呢？要想自制，首先要了解天文望远镜的光学性能？1.放大率与视场放大率是望远镜观看物体本领的一种光学性能，一般人认为，放大率越大看星象越清楚.放大率等于物镜焦距和目镜焦距之比，所以增大物镜的焦距同时减小目镜的焦距，能得到适当的放大率，然而如果放大率无限增大、物镜的口径没有同时增大，会导致光力越来越弱，用这样的望远镜观看景象，不仅不能增

2、加观看细节的效果，反而难辨真实面目，与此同时用大倍率望远镜看到星象被放大了，使星象抖动的大气也随之放大，这样星象仿佛蒙上了一层跳荡的面纱，又不清楚了.所以，无限增大放大率，反而是费力不讨好，得不偿失.2.口径与分辨角世界上最大的天文台，都努力用最大口径望远镜观看天体，特别是探索暗弱天体的秘密，更是如此，望远镜的口径大小是个尺度，用它可以衡量天文台的工作能力.每架望远镜的观察的可能限度，取决于镜口的直径，它表示集光能力的不同，口径越大集光能力就越强，这种集光本领与物镜口径成反比，例如用60 cm镜进行观测时，假定眼睛瞳孔的直径是6 mm，我们对于所看到的星体的亮度放大率为10000倍，我们把望远

3、镜所观测到的星等，叫做望远镜的“极限星等”.对于同一颗星，人的肉眼和望远镜看上去有相当的差别.望远镜最大能看到的极限星等m和口径d相关，经验公式：m=7.1+5logd(d以cm为单位）由此可以计算出10 cm的望远镜可以看到12等的星，不过这仅仅是理想公式.在实际观测中很难达到.原因是光在传播过程中有各种各样的损失；另外在城市里面观测，晚间受灯光干扰，会使计算的星等下降12个星等.望远镜还有另一个重要指标：角分辨率,定义为a，经验公式是：a=12/d(角秒）d表示口径，单位为cm，从式中可以看出，口径越大，角分辨率越大，可以分辨更多细节.从上面的讨论可以看出，观测效果越好，所需望远镜的口径越

4、大，但是口径越大制造越麻烦，所以建议刚刚开始磨制望远镜的朋友选择10 cm30 cm比较合适.将来可以挑战更大口径.3.焦距与光力望远镜的焦距是指物镜的焦距，如牛顿式是单片凹面镜的焦距值；卡片是主镜和副镜的合成焦距，不管哪种望远镜，制成后的焦距是一个定值，一般焦距越大一定张角的天区在望远镜上的像越大，测量恒星的位置越能准确，观看有视面的星体，表面细微部分越清楚，比如，60 m以上焦距的望远镜，观看木星的像直径达15 mm（47)，而用2 m焦距来看，只能看到0.5 mm直径的斑点，这样看来望远镜的焦距越长越好.但是，当望远镜口径一定时，如果焦距无限增加，看到的恒星表面光度变暗，影响效果，也就是

5、说光力减弱.光力是指口径与焦距的比值，用a表示，即：a=d/f光力又叫做相对口径或简称焦比，从公式来看，焦距越长光力越弱，观看有视面天体细微部分效果变差，观看更弱天体则无能为力.因为观看景像最后要用眼睛，而人眼观看星像的亮暗程度，与光力a的平方成比例，而望远镜制作时，要看望远镜所能担负的任务，选择合适的光力.在实际应用上，把光力的比值的倒数叫做相对焦距，如f8表示焦距是口径的8倍，10 cm口径，焦距为80 cm；20 cm口径时，焦距为160 cm，一般观看月亮，行星的细部，望远镜光力可选择之间，观看大范围的星云和星团光力可选择之间.结果：制作望远镜.材料：准备两个凸透镜，一个焦距比另一个稍大一些，分别与两个透镜尺寸差不多的大小硬纸筒，大纸筒可套进小纸筒，纸筒也可自己制作.制作：将焦距较大的透镜作为物镜，较小的作为目镜，分别将它们固定在大小两个纸筒中，如右图所示：使用：将物镜对准远处的物体，不断推拉小纸筒，直到看到清楚放大的像为止.原理：如下图所示，从远处物体射到物镜上的光线是平行的.经物镜后，在焦点外距焦点很近的地方，得到物体的倒立、缩小的像.目镜的前焦点和物镜的后焦点是重合在一起的.所以实像位