袁懋
硬紙片、雙面膠、凸透鏡、凹透鏡、透明膠帶、尺子、剪子、膠棒、彩紙、鉛筆
1測量物鏡直徑并記錄數(shù)值:我們用的凸透鏡(物鏡)直徑為5厘米。
2制作物鏡鏡筒:如圖所示,在硬紙片上畫長為15厘米、寬為5.5厘米(比物鏡直徑略寬即可)的線條,最后一個寬為3厘米。
3將硬紙片按所畫的線條折疊。如果硬紙片太厚,可以用尺子壓住操作。
4在3厘米寬的一側(cè)貼上雙面膠,將硬紙板折疊并固定成一個正方形紙筒。
5在剩下的硬紙片上,畫如下的線條,并將陰影的部分剪掉。用透明膠帶將凸透鏡( 物鏡)固定在硬紙片上。
大圓與凸透鏡(物鏡)一樣大,陰影部分的小圓直徑略小于大圓即可
6沿畫好的線條折疊后,用雙面膠和透明膠帶將它固定在正方形圓筒上,再用彩紙裝飾一下。
7重復(fù)上述步驟,制作目鏡鏡筒。
8將兩個鏡筒套在一起,物鏡鏡筒在外,目鏡鏡筒在內(nèi)。這樣一個簡易的天文望遠(yuǎn)鏡就做好啦!
本實(shí)驗(yàn)用到的是物理學(xué)中的透鏡成像原理。其中,透鏡既有凸透鏡,也有凹透鏡。實(shí)驗(yàn)中,我們用凸透鏡作為物鏡,凹透鏡作為目鏡,兩者之間用空腔鏡筒連接。
觀察時,遠(yuǎn)處物體的光線經(jīng)過凸透鏡折射,向目鏡(凹透鏡)處匯聚。經(jīng)過凹透鏡折射,匯聚的光線呈平行光束發(fā)散并射向觀察者,使觀察者能看到發(fā)射光線的物體全貌。這種光學(xué)系統(tǒng)被稱為伽利略式望遠(yuǎn)鏡,也稱折射式望遠(yuǎn)鏡。
如圖所示,如果沒有目鏡,物體的光線經(jīng)過物鏡(凸透鏡)折射后,將會在凸透鏡焦點(diǎn)處聚成一個倒立縮小的像。
如果在光線會聚到焦點(diǎn)之前,加入目鏡(凹透鏡),匯聚的光線經(jīng)過目鏡后,變成平行光發(fā)散射出,視覺上呈正立的像。如此,我們就會感覺物體被拉近了(如上圖所示)。
這是因?yàn)榘纪哥R中間薄、邊緣厚,可以將它看成由兩個相對的三棱鏡組成的整體。當(dāng)光線穿過凹透鏡時,會在其前后表面都發(fā)生折射,因此凹透鏡對光線有發(fā)散作用。
離物體近的是物鏡(凸透鏡),離眼睛近的是目鏡(凹透鏡)
凹透鏡兩端厚、中間薄,可看成兩個三棱鏡
如果改用凸透鏡作為目鏡,會發(fā)生什么變化?
(責(zé)任編輯 / 高琳 美術(shù)編輯 / 周游)