(20)望遠鏡與顯微鏡

1、4.5 望遠鏡與顯微鏡提問：提問： 如果將兩個焦距不同的凸透鏡和凹透鏡或如果將兩個焦距不同的凸透鏡和凹透鏡或兩個凸透鏡組合在一起，那么透過透鏡可看到兩個凸透鏡組合在一起，那么透過透鏡可看到一個怎樣的像一個怎樣的像 ？猜想：猜想：凸透鏡和凹透鏡的組合：凸透鏡和凹透鏡的組合：凸透鏡和凸透鏡的組合：凸透鏡和凸透鏡的組合：望遠鏡的由來 荷蘭的一位眼鏡制造師荷蘭的一位眼鏡制造師 利佩爾席利佩爾席 于于1608年做成了第一個望遠鏡年做成了第一個望遠鏡.據(jù)說是據(jù)說是有一天他無意中將一塊雙凸透鏡和有一天他無意中將一塊雙凸透鏡和一塊雙凹透鏡組合在一起一塊雙凹透鏡組合在一起,看附近教看附近教堂頂上的風標堂頂上的風

2、標,發(fā)現(xiàn)風標明顯變大了發(fā)現(xiàn)風標明顯變大了也變近了也變近了,因此發(fā)明了望遠鏡因此發(fā)明了望遠鏡. 望遠鏡：由望遠鏡：由物鏡物鏡和和目鏡目鏡組成組成目鏡目鏡：靠近眼睛的透鏡：靠近眼睛的透鏡物鏡物鏡：靠近被觀察物體的透鏡：靠近被觀察物體的透鏡目鏡目鏡：使實像成放大的虛像（同放大鏡）：使實像成放大的虛像（同放大鏡）物鏡物鏡：使物體成縮小的實像（同照相機）：使物體成縮小的實像（同照相機）原理原理（2）結構特點：）結構特點：目鏡目鏡焦距較短，焦距較短，物鏡物鏡焦距較長。焦距較長。（4）作用：用來觀察很遠的，大的，用眼睛直）作用：用來觀察很遠的，大的，用眼睛直 接看不見的物體，接看不見的物體，把物體拉近變清晰

3、。把物體拉近變清晰。（3）結結構構（1）望遠鏡常見種類：望遠鏡常見種類：1)伽利略望遠鏡：伽利略望遠鏡：目目鏡是鏡是凹凹透鏡，透鏡，物物鏡是鏡是凸凸透鏡。透鏡?？煽吹揭粋€可看到一個正立放大正立放大的的虛像虛像2)開普勒望遠鏡：開普勒望遠鏡：目目鏡是鏡是凸凸透鏡，透鏡，物物鏡是鏡是凸凸透鏡。透鏡?？煽吹揭粋€可看到一個倒立放大倒立放大的的虛像虛像3)牛頓反射式望遠鏡：牛頓反射式望遠鏡：目目鏡是鏡是凸凸透鏡，透鏡，物物鏡是鏡是凸面凸面鏡。鏡。望遠鏡的發(fā)展1609年伽利略用自制的望遠鏡進行天文觀察。他用望遠鏡觀察月球，發(fā)現(xiàn)上面很多山嶺和火山口；觀察木星，發(fā)現(xiàn)木星有衛(wèi)星；觀察太陽，發(fā)現(xiàn)了太陽黑子，從而有

4、力的證明了哥白尼的“日心說”。但由于長期用望遠鏡直接觀察太陽，晚年時不幸雙目失明。警告！不能用望遠鏡直接觀察太陽或其他強光源！否則，輕則會損傷眼睛，重則導致眼睛失明！望遠鏡的發(fā)展：望遠鏡的發(fā)展：伽利略望遠鏡伽利略望遠鏡早期的伽利略望遠鏡早期的伽利略望遠鏡光線經(jīng)過物鏡折射所成的光線經(jīng)過物鏡折射所成的實像實像在在目鏡目鏡的后方（靠近人目的后的后方（靠近人目的后方）焦點上，這像對目鏡是一方）焦點上，這像對目鏡是一個虛像，因此經(jīng)它個虛像，因此經(jīng)它折射折射后成一后成一放大的正立放大的正立虛像虛像。伽利略望遠。伽利略望遠鏡的放大率等于物鏡鏡的放大率等于物鏡焦距焦距與目與目鏡焦距的比值。其優(yōu)點是鏡筒鏡焦距的

5、比值。其優(yōu)點是鏡筒短而能成正像，但它的視野比短而能成正像，但它的視野比較小。較小。 開普勒望遠鏡開普勒望遠鏡開普勒空間望遠鏡開普勒空間望遠鏡開普勒望遠鏡的原理開普勒望遠鏡的原理物鏡的作用相當于照相機，成縮小的實像。物鏡的作用相當于照相機，成縮小的實像。目鏡的作用相當于放大鏡，成放大的虛像。目鏡的作用相當于放大鏡，成放大的虛像。物鏡的焦距長而目鏡的焦距短。物鏡的焦距長而目鏡的焦距短。德國天文學家開普勒于德國天文學家開普勒于1611年發(fā)明年發(fā)明物目ff 牛頓反射望遠鏡的原理牛頓反射望遠鏡的原理n英國物理學家牛頓于英國物理學家牛頓于1668年發(fā)明的，年發(fā)明的，他用一面很大的凹面鏡代替物鏡。他用一面很

6、大的凹面鏡代替物鏡。數(shù)碼望遠鏡數(shù)碼望遠鏡全球最大的單鏡面光學望遠鏡全球最大的單鏡面光學望遠鏡“哈勃哈勃”空間望遠鏡空間望遠鏡歐洲歐洲xmm空間望遠鏡空間望遠鏡數(shù)字式巡天望遠鏡數(shù)字式巡天望遠鏡電子望遠鏡電子望遠鏡射電望遠鏡射電望遠鏡活動：通過兩個凸透鏡觀察物體活動：通過兩個凸透鏡觀察物體注意觀察透過兩個透鏡觀察到的物體的像是倒立的還是正立的？注意觀察透過兩個透鏡觀察到的物體的像是倒立的還是正立的？是放大的還是縮小的？在觀察的過程中適當調節(jié)透鏡之間的距離。是放大的還是縮小的？在觀察的過程中適當調節(jié)透鏡之間的距離。通過兩個凸透鏡觀察近處物體通過兩個凸透鏡觀察近處物體通過兩個凸透鏡觀察遠處物體通過兩個

7、凸透鏡觀察遠處物體用鋼筆在書上或本子上畫一組箭頭，如圖：用鋼筆在書上或本子上畫一組箭頭，如圖：目鏡目鏡物鏡物鏡分別調節(jié)目鏡與物鏡的距離觀察物體分別調節(jié)目鏡與物鏡的距離觀察物體,你發(fā)現(xiàn)了你發(fā)現(xiàn)了什么什么?清楚地看到了較遠的物體清楚地看到了較遠的物體將近處較小的物體放大了將近處較小的物體放大了望遠鏡望遠鏡顯微鏡顯微鏡靠近被觀察物體的透鏡叫物鏡靠近被觀察物體的透鏡叫物鏡靠近眼睛的透鏡叫目鏡靠近眼睛的透鏡叫目鏡顯微鏡顯微鏡1、顯微鏡、顯微鏡: 由由物鏡物鏡和和目鏡目鏡組成組成a、目目鏡是鏡是凸凸透鏡，透鏡，物物鏡也是鏡也是凸凸透鏡透鏡b、結構特點：、結構特點：物鏡物鏡焦距較短，焦距較短，目鏡目鏡焦距較

8、長。焦距較長。F1F1F2F2O1O22f1物鏡物鏡目鏡目鏡目鏡的作用相當于放大鏡，成正立放大的虛像目鏡的作用相當于放大鏡，成正立放大的虛像物鏡的作用相當于投影儀，成倒立放大的實像物鏡的作用相當于投影儀，成倒立放大的實像2.原理光路圖:物目ff 使用顯微鏡時，從物體（標本）射出的光線，經(jīng)過物鏡后形成使用顯微鏡時，從物體（標本）射出的光線，經(jīng)過物鏡后形成一個放大的實像一個放大的實像. .這個實像被目鏡再次放大，經(jīng)過兩次放大，這個實像被目鏡再次放大，經(jīng)過兩次放大，光線變得很弱，不容易看清楚光線變得很弱，不容易看清楚. .因此，因此，一方面一方面要使被觀察的物要使被觀察的物體明亮，體明亮，一方面一方

9、面物體要盡可能離物鏡近一些，以便更多的光線物體要盡可能離物鏡近一些，以便更多的光線進入物鏡進入物鏡. .為了保證物體經(jīng)物鏡成放大的實像，物體要在一倍為了保證物體經(jīng)物鏡成放大的實像，物體要在一倍焦距以外，故物鏡的焦距要設計得短一些焦距以外，故物鏡的焦距要設計得短一些. .為使經(jīng)物鏡成的實為使經(jīng)物鏡成的實像落在目鏡的焦距以內，目鏡的焦距又總是設計得長一些像落在目鏡的焦距以內，目鏡的焦距又總是設計得長一些. .物目ff 顯微鏡的物鏡的焦距顯微鏡的物鏡的焦距很短很短，目鏡的焦距，目鏡的焦距很長很長；鏡筒長度等于兩焦距鏡筒長度等于兩焦距之和之和顯微鏡兩端各有一組透鏡顯微鏡兩端各有一組透鏡, ,被觀察物經(jīng)

10、物鏡被觀察物經(jīng)物鏡成成放大的實像放大的實像, ,像像落在目鏡的焦距之內落在目鏡的焦距之內, ,人人眼通過目鏡看到了眼通過目鏡看到了再次放大的虛像再次放大的虛像, ,這樣用這樣用顯微鏡就可以看到微小的物體了顯微鏡就可以看到微小的物體了. .4.4.放大倍數(shù)放大倍數(shù): :3.3.顯微鏡成像原理顯微鏡成像原理: :（放大倍數(shù)放大倍數(shù)=目鏡放大倍數(shù)目鏡放大倍數(shù) X 物鏡放大倍數(shù)物鏡放大倍數(shù)）5.5.使用方法使用方法: :1.1.用顯微鏡觀察物體時：用顯微鏡觀察物體時： 物體偏哪側就往哪側移物體偏哪側就往哪側移. .2.2.如果顯微鏡視野太暗時如果顯微鏡視野太暗時: : 用凹面鏡作反光鏡用凹面鏡作反光鏡

11、, ,或把光圈調大些或把光圈調大些. .6.作用：作用：問：顯微鏡看到的像是正問：顯微鏡看到的像是正立還是倒立？立還是倒立？可以把微小的物體放大可以把微小的物體放大. .倒立放大虛像倒立放大虛像 當遠處的物體在物鏡的兩倍焦距以外時，物體成一個倒立縮小的實像，調節(jié)目鏡與物鏡的距離，使縮小的實像在目鏡的一倍焦距內，經(jīng)過目鏡可看到一個倒立放大的虛像，從而能看到遠處的物體 當近處的物體在物鏡的一倍焦距和兩倍焦距以間時，物體成一個倒立放大的實像，調節(jié)目鏡與物鏡的距離，使放大的實像在目鏡的一倍焦距內，經(jīng)過目鏡可看到一個倒立放大的虛像，從而能看清很微小的物體顯微鏡與開普勒望遠鏡的區(qū)別顯微鏡與開普勒望遠鏡的區(qū)

12、別:顯微鏡的物鏡的焦距很短，目鏡的焦距很長； 開普勒望遠鏡物鏡的焦距長，目鏡的焦距短 開普勒望遠鏡成像原理： 顯微鏡成像原理：小 資 料 人眼只能看清大小人眼只能看清大小0.10.2毫米左右的細節(jié)，顯微鏡大大毫米左右的細節(jié)，顯微鏡大大地提高了人的觀察能力，好的顯微鏡可以放大地提高了人的觀察能力，好的顯微鏡可以放大2000倍，能倍，能夠看清夠看清0.2微米的結構。但要觀察更小的結構，光學顯微微米的結構。但要觀察更小的結構，光學顯微鏡就無能為力了，本世紀鏡就無能為力了，本世紀30年代出現(xiàn)了電子顯微鏡，放大年代出現(xiàn)了電子顯微鏡，放大倍數(shù)倍數(shù)80萬倍。萬倍。20世紀世紀90年代研制的超分辨率透射電年代

13、研制的超分辨率透射電子顯微鏡，放大率可高子顯微鏡，放大率可高1500萬倍。萬倍。1982年發(fā)明的隧年發(fā)明的隧道掃描顯微鏡不僅分辨率高，而且可以操縱單個原道掃描顯微鏡不僅分辨率高，而且可以操縱單個原子或分子，改變物質的結構。這促使一門新興學子或分子，改變物質的結構。這促使一門新興學科科納米科學迅即興起。納米科學迅即興起。7.7.顯微鏡常見種類顯微鏡常見種類: :1.1.光學顯微鏡光學顯微鏡: :放大幾百到幾千倍放大幾百到幾千倍, ,可看清可看清細胞細胞. .2.2.電子顯微鏡電子顯微鏡: :放大倍數(shù)更高放大倍數(shù)更高, ,可以觀察細可以觀察細胞內部結構等胞內部結構等. .3.3.隧道掃描顯微鏡隧道

14、掃描顯微鏡: :能看清原子輪廓能看清原子輪廓. .1500倍倍1500萬倍萬倍顯微鏡的發(fā)展：顯微鏡的發(fā)展：早期的顯微鏡早期的顯微鏡教學用生物顯微鏡教學用生物顯微鏡手手術術顯顯微微鏡鏡實實體體顯顯微微鏡鏡雙目生物顯微鏡透射電子顯微鏡金相顯微鏡金相顯微鏡掃描電子顯微鏡掃描電子顯微鏡三三維維視視頻頻顯顯微微鏡鏡掃描探針顯微鏡掃描探針顯微鏡活動：自制水滴顯微鏡以小水滴為物鏡，觀察紙上的小字再用一只凸透鏡作為目鏡看水滴，緩慢調節(jié)透鏡與水滴的間距，觀察變化。課堂練習課堂練習顯微鏡鏡筒兩端各有一組（ ），靠近眼睛的叫（ ），靠近被觀察物體的是（ ）.用顯微鏡觀察物體時，物鏡對物體所成的像是一個放大的( )像

15、（填“虛”或“實”），道理就像( )的鏡頭成像一樣，目鏡的作用則像一個( )再次對這個像成放大的( )（填“虛像”或“實像”）.凸透鏡凸透鏡目鏡目鏡物鏡物鏡實實投影儀投影儀放大鏡放大鏡虛像虛像課堂練習課堂練習望遠鏡望遠鏡物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成( )像（填“虛”或“實”）這個像是( )（填“放大的”或“縮小的”），道理就像( )的鏡頭成像一樣，目鏡的作用則像一個( )用來把這個像放大。實實縮小的縮小的照相機照相機放大鏡放大鏡 （）一顯微鏡的目鏡和物鏡上分別標有5、10的字樣，該顯微鏡的放大倍數(shù)為 （ ） A.倍 B.倍 倍不能確定（）望遠鏡筒上，常見、等字樣。表示什么意思？ 前一個數(shù)字表示望遠鏡的放大率，后一個數(shù)字表示物鏡的直徑毫米（）