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同步练习二活动与探究-显微镜和望远镜.doc
运行环境:Win9X/Win2000/WinXP/Win2003/
教育语言:简体中文
教育类型:国产软件 - 小学初中 - 初中理化生
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更新时间:2012-03-05 09:51:40
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同步练习二活动与探究-显微镜和望远镜.doc介绍

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max.book118.com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1~2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 cm~30 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.所以实像位于目镜和它的焦点之间离焦点很近的地方,实像对于目镜来说是物体,它对于目镜所成的像是放大的虚像.这样,当我们对着目镜进行观察的时候,进入眼睛的光线就好像直接从这个放大的虚像射来的.


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