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1、望远镜望远镜东莞市沙田实验中学东莞市沙田实验中学 主讲教师：主讲教师：王王 晶晶基于课例研究的初中物理教师行动教育基于课例研究的初中物理教师行动教育 子课题初中物理课外实验课课例研究子课题初中物理课外实验课课例研究望远镜的发明汉斯汉斯利普希利普希16081608年年荷兰眼镜铺荷兰眼镜铺伽利略望远镜最初的天文望远镜最初的天文望远镜16091609年年 由一个凹透镜（目镜）和一个凸透镜（物镜）由一个凹透镜（目镜）和一个凸透镜（物镜）构成。其优点是结构简单，能直接成正立虚像，构成。其优点是结构简单，能直接成正立虚像，现在多被玩具级的望远镜采用，所以又被称做观现在多被玩具级的望远镜采用，所以又被称做观
2、剧镜。剧镜。开普勒式望远镜 由两个凸透镜构成。两透镜间能成一个实像，目前由两个凸透镜构成。两透镜间能成一个实像，目前军用望远镜，小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用军用望远镜，小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用此种结构。但这种结构成像是倒立的，所以要在中间增此种结构。但这种结构成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统。加正像系统。德国科学家开普勒德国科学家开普勒于于1611年发明年发明目镜物镜（2）望远镜的原理（1）物镜：相当于照相机的镜头，成倒立缩小的实像。（2）目镜：相当于放大镜,成正立放大的虚像。把物镜所成的像放大。伽利略望远镜原理图望远镜的几种类型折射望远镜反射望远镜折反射望远镜其他望
3、远镜：其他望远镜：射电望远镜，双子望远镜，太阳望远镜，红外望远镜，数码望远镜，等等施密特望远镜施密特望远镜日本发射的空间射电望远镜中国“天眼”500米口径球面射电望远镜工程，在贵州平塘的喀斯特洼坑中落成启用,由我国天文学家于1994年提出构想，从预研到建成历时22年,观测目标锁定在直径10万光年的银河系边缘。“中国天眼”于2016年建成后至今已发现了59颗脉冲星候选体“中国天眼”之父南仁东 哈勃天文望远镜。把天文望远镜安置在大气层外，是为了（减少大气层对远处星光的干扰。）它的物镜是一个很大的凹面镜双子望远镜双子望远镜它由两个它由两个8米望远镜组成，一个米望远镜组成，一个放在北半球，一个放在南半
4、球，放在北半球，一个放在南半球，以进行全天系统观测。北双子以进行全天系统观测。北双子座望远镜口径达八米，镜面使座望远镜口径达八米，镜面使用银镀膜以增强反光率，可以用银镀膜以增强反光率，可以获得获得3200公里公里以外以外的一对汽车前灯的清晰图像，的一对汽车前灯的清晰图像，双子座望远镜能够观测到双子座望远镜能够观测到80亿亿光年以外的星体光年以外的星体。这些星体由。这些星体由于距离地球极其遥远，我们所于距离地球极其遥远，我们所观测到的实际上是它们观测到的实际上是它们80亿年亿年前发出的光线，因此科学家得前发出的光线，因此科学家得以研究宇宙形成初期的情况。以研究宇宙形成初期的情况。中国多通道太阳望
5、远镜中国多通道太阳望远镜红外望远镜红外望远镜 数码望远镜数码望远镜 在极恶劣的气候条件下能探测500米或更远处的人、物体、车辆移动的仪器。在军事应用和天文观测中 1609 1609年，伽利略创制了年，伽利略创制了天文望远镜天文望远镜（后被称为（后被称为伽利略望伽利略望远镜远镜），并用来观测），并用来观测天体天体。他发现了。他发现了月球月球表面的凹凸不平，并表面的凹凸不平，并亲手绘制了第一幅月面图。亲手绘制了第一幅月面图。16101610年年1 1月月7 7日，伽利略发现了日，伽利略发现了木星木星的四颗的四颗卫星卫星，为哥白尼学说找到了确凿的证据，标志着哥白尼，为哥白尼学说找到了确凿的证据，标志
6、着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜，伽利略还先后发现了学说开始走向胜利。借助于望远镜，伽利略还先后发现了土星土星光环光环、太阳黑子太阳黑子、太阳的自转、太阳的自转、金星金星和和水星水星的盈亏现象、月球的盈亏现象、月球的周日和周月天平动，以及的周日和周月天平动，以及银河银河是由无数是由无数恒星恒星组成等等。这组成等等。这些发现开辟了天文学的新时代。些发现开辟了天文学的新时代。伽利略为牛顿的伽利略为牛顿的牛顿第一定律牛顿第一定律和第二定律提供了启示。和第二定律提供了启示。他非常重视他非常重视数学数学在应用科学方法上的重要性，特别是实物与在应用科学方法上的重要性，特别是实物与几几何何图形符合程度
7、到多大的问题！他还推翻亚里士多德的话。他图形符合程度到多大的问题！他还推翻亚里士多德的话。他善于提问，不问个水落石出不罢休。许多高年级同学也经常因善于提问，不问个水落石出不罢休。许多高年级同学也经常因为被他问倒而难堪。为被他问倒而难堪。伽利略著有伽利略著有星际使者星际使者关于太阳黑子的书信关于太阳黑子的书信关关于于托勒密托勒密和哥白尼两大世界体系的对话和哥白尼两大世界体系的对话关于两门新科学的关于两门新科学的谈话和数学证明谈话和数学证明和和试验者试验者。伽利略看见1609.11.301610望远镜展示与应用视频介绍哈勃太空望远镜望远镜展示与应用望远镜简要介绍一、折射望远镜一、折射望远镜 特征：
8、透镜作物镜，难以消除色差特征：透镜作物镜，难以消除色差 举例：举例：伽利略望远镜，开普勒望远镜伽利略望远镜，开普勒望远镜 折射望远镜是一种使用透镜做物镜，利用屈光成像的望远镜。折射望远镜最初的设计是用于侦查和天文观测，但也用于其他设备上，例如双筒望远镜、长焦距的远距照像摄影机镜头。较常用的折射式望远镜的光学系统有两种形式：即伽利略式望远镜和开普勒式望远镜，其优点是成像比较鲜明、锐利；缺点是有色差。望远镜简要介绍二、反射望远镜二、反射望远镜 特征：凹面反射镜作物镜，存在像差特征：凹面反射镜作物镜，存在像差举例：牛顿望远镜举例：牛顿望远镜 反射望远镜是使用曲面和平面的面镜组合来反射光线，并形成影像
9、的光学望远镜，而不是使用透镜折射或弯曲光线形成图像的屈光镜。反射望远镜所用物镜为凹面镜，有球面和非球面之分；比较常见的反射望远镜的光学系统有牛顿望远镜与卡塞格林望远镜。望远镜简要介绍三、折反射望远镜三、折反射望远镜 特征：增加校正像差的折射元件特征：增加校正像差的折射元件举例：施密特望远镜举例：施密特望远镜 望远镜简要介绍四、其他望远镜四、其他望远镜 射电望远镜，双子望远镜，双子望远镜，太阳望远镜，红外望远镜，太阳望远镜，红外望远镜，数码望远镜，等等。数码望远镜，等等。天文望远镜的发展简史意大利物理学家伽利略（1564-1642）1608年荷兰的眼镜商汉斯.里帕席根据学徒的偶然发现，制成了第一
10、架望远镜。1609年，伽利略制成了两架最早的天文望远镜。伽利略把自制的口径4.5厘米，放大倍率33倍的望远镜指向天空，很快发现了月球上的环形山、围绕木星运转的四颗卫星、金星的盈亏现象、日面上的黑子、银河由无数暗弱恒星构成等现象。色差原理1666年，牛顿证明天体的光并非单色光，而是由各种颜色的光混合而成。望远镜的色差是由于透镜对不同颜色的光具有不同的折射率而造成。科学巨匠牛顿（1642-1727）早期巨型折射镜1673年，波兰的赫维留（1611-1687）制成了一架长达46米的望远镜，吊在30米高的桅杆上，要许多人用绳子拉着它起落升降。赫歇尔的望远镜1781年3月13日，英国天文学家威廉.赫歇尔
11、（1738-1822）用他自制的口径15厘米的反射镜发现了天王星，把太阳系的尺度扩大了一倍。发现了天王星后，赫歇尔磨制的望远镜口径越来越大，他是使反射镜大型化的始祖。1789年赫歇尔制成当时世界上最大的望远镜。口径1.22米，焦距12.2米。消色差折射镜的出现牛顿从理论上弄清了色差的成因，但错误的做出折射物镜色差无法消除的结论。由于牛顿极高的威望，不少人盲从了他的观点。直到18世纪30年代，英国数学家C.M.霍尔发现，用冕牌玻璃作凸透镜，用火石玻璃作凹透镜，所制成的复合透镜能消除色差。大型折射镜19世纪下半叶是大型折射望远镜的时代，美国的光学制造家克拉克父子在1870年以后陆续磨制了口径66厘
12、米、76厘米、91厘米、102厘米的折射镜。巨型反射镜20世纪的上半叶巨型反射镜又占了上风。由于磨制材料的改进，用玻璃代替了金属，并发明了玻璃镀银技术，许多大口径反射镜相继建成。1948年口径508厘米的海尔反射望远镜交付使用。07年5月落成的云南天文台高美古观测站2.4米反射望远镜即将竣工的LAMOST国家天文台兴隆观测基地主镜口径6米最大的望远镜位于夏威夷莫纳克亚山上的凯克I、II望远镜，直径各10米，由36面1.8米 的六角型镜面拼合而成 折反射望远镜1930年德国的施密特制造出第一架折反射望远镜。同时使用反射镜和折射镜。反射镜是球面镜，放在球面曲率中心的形状奇特的透镜做“改正镜”，可以补偿反射镜引起的球差，又不会产生彗差和明显的色差。（下图）1940年苏联光学家马克苏托夫发明马克苏托夫望远镜，和施密特望远镜类似，它的改正镜是弯月形，两个表面都是球面。制作容易。和反射镜相比，折反射镜的视场可以做的较大，有利于拍摄。射电望远镜 1931年至1932年，美国的电信工程师央斯基（1905-1950）在研究无线电短波通讯中的各项干扰因素时，用无线接收天线，接收到来自银河中心的电磁辐射，开创了射电天文学。射电望远镜澳洲帕克斯射电望远镜 密云天线阵用于嫦娥工程的50米巨型射电望远镜大气窗口 太空望远镜