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第三章 光和眼睛
第7节 课时2 光学仪器
1.了解显微镜和望远镜的基本结构。
2.能说出显微镜和望远镜的成像原理。
3.知道影响视角大小的因素。
地球夜景
细菌
人类可以看到很小很小的细菌,也可以看到遥远的太空。这是为什么呢?
之所以能够看到是因为人类借助了一双更神奇的“眼睛”——显微镜和望远镜。它们是如何帮助我们看到这些现象的呢?
知识点一:认识显微镜
我们生活中都接触过放大镜,一般的放大镜,放大倍数有限,要想看清楚动植物的细胞等非常小的物体,就要使用显微镜了。
1.显微镜
显微镜的镜筒两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜。靠近眼睛的透镜叫目镜,靠近物体的透镜叫物镜。
2.显微镜的结构
目镜
载物台
物镜
目镜
细准焦螺旋
反光镜
粗准焦螺旋
显微镜成像原理的光路图及说明如下。第一次经物镜成倒立、放大、实像,第二次经目镜成正立、放大、虚像。
3.显微镜成像光路图
1.显微镜物镜的作用相当于投影仪,使被观察的物体成一个倒立、放大、实像。
4.显微镜的原理
2.显微镜目镜的作用相当于放大镜,把物镜成的实像,再一次放大成虚像。
光学显微镜的发展:
R.胡克在17世纪中期制做的复式显微镜
19世纪中期的显微镜
20世纪初期的显微镜
手术显微镜
扫描电子显微镜
透射电子显微镜
知识点二:认识望远镜
目镜
物镜
1.望远镜的结构
O
F物
O
F目(F物)
F目
第一次成像
远处物体
第二次成像
2.望远镜的光路图
物镜:相当于照相机,成倒立缩小的实像
目镜:相当于放大镜,成正立放大的虚像。最终是倒立放大的虚像。
目镜:焦距较小,物距近(u<f ),
成正立放大的虚像,相当于放大镜的镜头
物镜:焦距较大,物距远(u > 2f ),
成倒立缩小的实像,相当于照相机的镜头
物体发出或反射的光线
进入人眼被观察到
牛顿制作的望远镜
3.望远镜的发展
伽利略制作的望远镜
现代的望远镜
显微镜与望远镜
显微镜 望远镜
物镜 相当于投影仪 相当于照相机
物镜成像 倒立,放大的实像 倒立,缩小的实像
目镜 相当于放大镜 目镜成像 正立,放大的虚像 视角问题
物体距离物镜很远,它的像却离物镜很近,这样的像应该是缩小的,为什么用望远镜观察物体时会感到像被放大了?
其实,我们能不能看清一个物体,它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。
视角:从眼睛的光心向观察物体的两端所引的两条直线的夹角。
物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体本身的大小有关,还和物体到眼睛的距离有关。
视角
视角大
视角与物体大小有关
a
视角小
a
距离相等时,大物体的视角大,小物体的视角小。
视角小
视角与物体远近有关
物体大小一定时,看近处的物体,视角大,远处的物体视角小。
视角大
a
a
视角
通过望远镜看物体
物体
通过目镜可观察物体的虚像,相当于物体被拉近,视角变大,从而使我们能看清远处的物体。
信息浏览
哈勃空间望远镜
美国国家航空与航天局于1990年4月成功发射了以美国天文学家哈勃的名字命名的望远镜[ 如图(a)],它的口径为2.4 m,在离地约575 km高的轨道上环地球运行,每97 min绕地球一周。它能观测到许多很远处的天体,使天文学家们获得更多、更宝贵的信息。
图(b)是用哈勃空间望远镜拍摄到的一幅深空照片,在图中可以看到几百个星系。
在显微镜和望远镜中看到的像都是倒立的。
照相机
放大镜
倒立、缩小的实像
目镜
正立、放大的虚像
望远镜
物镜
物镜
投影仪
放大镜
倒立、放大的实像
目镜
正立、放大的虚像
显微镜