关于显微镜和望远镜的基础

第五节  显微镜和望远镜

【典例剖析】

例1： 刘军同学想用焦距为8㎜和20㎜的a、b两个透镜组装一个显微镜，但他为选用物镜和目镜犯了难，请你帮助他分析应该如何合理选择和放置才满足要求？

思路导航：显微镜的物镜的焦距较小，而目镜的焦距相对较大，这样便于物体通过物镜成放大的实像，落在目镜的焦距内，再通过目镜成放大的像．

答案：焦距为8㎜凸透镜a作物镜，焦距为20㎜的凸透镜b作目镜，并且使a、b之间的距离约为36㎜较合适．

学法指津：理解显微镜的原理是解决本题的关键．

请你思考：物体通过显微镜后成的像的性质是                        ．

练习：1．关于显微镜，下列说法正确的是（   ）

a．显微镜由两组透镜组成

b．每组透镜的作用都相当于一个凹透镜

c．靠近眼睛的那组透镜叫做目镜，它的焦距比较小

d．靠近被观察物体的那组透镜叫做物镜，它的焦距比较大

例2：取两个焦距分别为5㎝ 和20㎝的放大镜，一只手握住一个，并且将焦距为20㎝的放大镜放在前面，通过两个透镜看前面的物体，调整两个放大镜之间的距离，直到看清楚为止，物体是变大了还是变小了？把两个放大镜的位置对调，你有什么新的发现？为什么要用两个焦距不同的放大镜？

思路导航：调整两个放大镜之间的距离，当前面焦距为20㎝的放大镜（物镜）的后焦点与焦距为5㎝的放大镜（目镜）的前焦点重合时，就组成一个简易望远镜，这样能将远处的物体放大，反之，则缩小．

答案：用焦距为20㎝的放大镜作为物镜，焦距为5㎝的放大镜为目镜，调整二者之间的距离，这样组成了望远镜，看到远处物体的倒立、放大的虚像．若把二者交换位置，则成了一个缩小的像．

学法指津：用两个放大镜组成简易的望远镜，必须是物镜的焦距大于目镜的焦距，才能放大物体．

练习：2．关于望远镜，下列说法错误的是（　　）

a．望远镜由目镜和物镜两部分组成      

b．望远镜的目镜焦距长，物镜焦距短

c．望远镜用来观察远处的物体           

d．望远镜两个凸透镜之间的距离小于它们的焦距之和

例3：小明通过平面镜成像发现，物体在平面镜中成正立、等大的虚像．但是当他远离平面镜的过程中，发现自己在平面镜中的像在逐渐变小，两者是否相矛盾，请你帮助他解释一下．

思路导航：物体在平面镜中成正立、等大的虚像，像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等．我们看物体时，它对我们眼睛所成的视角越大，我们看见物体就越大；反之，我们看见物体就越小．当我们远离镜面时，人与像之间的距离越来越大，像对我们眼睛所成的视角越来越小．因此，在远离的过程中，虽然像的大小不变，但视角变小，我们看见的像就小了．

答案：没有矛盾．当我们远离镜面时，人与像之间的距离越来越大，像对我们眼睛所成视角越来越小，因此，虽然像的大小没有变，但视角减小，看见的像就小了．

学法指津：我们看物体时它对我们眼睛所成的视角越大，我们看见物体就越大；反之，我们看见物体就越小．用视角原理可以解释所有远处物体看起来小，近处物体看起来大的现象．

练习：3．物体对眼睛成的视角的大小不仅与物体本身       有关，还与物体到眼睛的        有关．

你做对了吗?

    练习:1．a  2．b  3．大小  距离

【实验探究】

小华向同班的同学借来10只激光手电筒捆绑在一起形成一束平行光，然后对着凹面镜照射，发现如图3-5-1所示的现象．请你帮助小华同学回答下列问题：根据图中所示现象，可以得出什么结论？

（1）你认为凹面镜有哪些应用？请说出两个．

（2）通过刚才小华对凹面镜的学习，想一想这个学习过程经历的大致程序是怎样的？

思路导航：从图中可以看出，平行光线经过凹面镜反射后会聚于一点，所以凹面镜对光有会聚作用；在日常生活中凹面镜有广泛的应用，汽车头灯、手电筒的反光镜，探照灯，太阳灶等；小华的探究过程是：先提出猜想，然后设计并进行实验，最后对实验现象进行分析得出结论．

答案：（1)凹面镜对平行光有会聚作用．

      （2）可以制作太阳灶，探照灯，手电筒或汽车头灯的反光镜．

      （3）提出问题     大胆猜想     动手实验     得出结论

学法指津：本题要求学生能对实验现象进行分析得出结论；对凹面镜在日常生活中应用也要有所了解；同时，还要熟悉探究性实验的过程．

【知识回顾】

【物理趣谈】

巨人的视力

当物体离我们非常远的时候──超过450米，两眼之间的距离就已经不能够引起视觉上感象的差别了，因此很远的建筑物．山林、风景等等，只给我们一种平面的感觉．根据同一个原因，天上的星也仿佛都离我们一样远，虽然实际上月球要比行星离开我们近得多，而行星又比那些不动的恒星近得不可计量．

总而言之，对于距离我们在450米以上的物体，我们就完全没法直接看出它的立体形象．它们在我们左右两眼里看起来完全一样，因为两只眼球之间有限的那6厘米距离，跟450米比较起来，实在太小了．

　　我们可以造出一种双筒望远镜，用来直接看出这些风景的立体形象．这种仪器──实体望远镜──的确是有的：它的两个镜筒之间的距离要比平常两眼的距离大，两个像是由反射棱镜投射到我们的眼睛里来的．当你向这种仪器望去的时候，真难描写出你的感觉──这感觉竟是不寻常到这样的程度！大自然的整个面目都变了．远山变成凹凸不平的了，树木、山岩、房屋、海上的船只──一切都变得凸起来了，已经不是像平面的布景似的，而是在无限广阔的空间里面了．你会直接看到很远的海轮怎样在动，而这当你用普通双筒望远镜去看的时候是看不出的，就好像它是静止的．像这样的地面上的风景，在过去是只有神话里的巨人才能够看到的．

　　这种望远镜对于大地测量工作者、海员、炮兵和旅行家都是很重要的仪器，特别是那种附有测量距离的刻度的实体测距镜更有用．

【智能冲浪】

一．基础训练

1．显微镜筒的两端各有一组      ，每组透镜的作用都相当于一个     ，靠近眼睛的　 透镜叫做　   ，靠近被测物体的  　 透镜叫做　  ．被观察的物体必须放在物镜的焦点以    （填“内”或“外”）并且离焦点很  的地方，经过物镜后成  　 、  　 像．而目镜是把这个像再　   ，成  　　、　   像，经过两次放大，我们就看到肉眼看不见的小东西了．

2．望远镜有的是由两组凸透镜组成，           的叫做物镜，       的叫做目镜．物镜的作用是使           在焦点附近成     像，目镜的作用相当于一个     镜，用来把经过物镜成的像再      ．

3．人眼能不能看清楚一个物体，物体对我们眼睛所的视角的大小十分重要．望远镜的物镜所成的像虽然比远方       ，但由于它离我们眼睛很      ，再加上      的放大作用，视角就可以变得很   　 了．

4．望远镜的物镜直径越大，它会聚的光更多，使得所成的像更       ，对观察天空中的暗星更重要．

5．关于显微镜的物镜和目镜的成像说法正确的是（   ）

a．显微镜的目镜的成像相当于投影仪镜头成像

b．显微镜的目镜的成像相当于放大镜成像

c．显微镜的物镜的成像相当于投影仪镜头成像

d．显微镜的物镜的成像相当于放大镜成像

6．根据凸透镜成像规律分析，经过显微镜物镜后，微小物体所成的像，位置在（   ）

a．物镜的1倍焦距之内

b．物镜的1倍焦距与2倍焦距之间

c．目镜的1倍焦距之内

d．目镜的1倍焦距与2倍焦距之间

7．望远镜的物镜和目镜都是由凸透镜组成时，它的成像情况是（   ）

a．远处物体通过物镜成正立放大的实像，再经过目镜成正立放大的虚像

b．远处物体通过物镜成倒立缩小的实像，再经过目镜成正立放大的虚像

c．远处物体通过物镜成正立放大的虚像，再经过目镜成倒立放大的实像

d．远处物体通过物镜成倒立放大的实像，再经过目镜成倒立缩小的实像

8．关于望远镜，下列说法不正确的是（   ）

a．望远镜的物镜可以是透镜，也可以是面镜

b．望远镜的目镜观察的是物体第二次成像

c．利用望远镜观察天体时增大了视角

d．望远镜的放大倍数等于物镜的放大倍数与目镜的放大倍数之和

9．显微镜下方常用一个小镜来做反光镜．这一个小镜可能是（   ）

a．平面镜        b．凸面镜         c．三棱镜       d．凹面镜

10．我国在兴隆观测站安装的反射式望远镜，是远东最大的天文望远镜，它能看到的最弱星光，亮度只相当于200㎞处一根点燃的火柴，这种望远镜的物镜是（   ） 

a．凸透镜        b．凸面镜         c．凹透镜        d．凹面镜

11．我们是怎样看清楚物体的，下列提法中正确的是（　　）

a．一个物体能不能被看清楚，与物体在视网膜上成像的位置有关

b．离眼睛较远或较小的物体，可以用把它移近眼睛的办法来看清它

c．当物体的直径小到0.1㎜以下时，为了看清它，需要使用望远镜

d ．当物体到眼睛的距离无法缩短时，为了看清它，需要使用显微镜

二．能力训练

12．下列四种目镜和物镜组合的显微镜中，放大倍数最大的是（　　）　

a．目镜5×，物镜10×           b．目镜10×，物镜10×

c．目镜5×，物镜40×           d．目镜10×，物镜40×

13．在用显微镜观察血管和血液流动的实验课上，因突然停电而导致显微镜视野偏暗，无法看清楚血液流动的情况．于是，小利同学采取了下列四项措施（每项措施均能使反光镜反射的光线到达视野），其中起不到增加显微镜视野亮度作用的是(    )                                                   

  a．换用凹面镜                 b．将反光镜朝向实验室采光的窗口

c．换用倍数较大的物镜         d ．扩大遮光器上的光圈

14．当你在显微镜下观察载玻片上的标本时，若遇到下列情况，如何操作？

（1）图像模糊不清，应该调节（    ）

（2）若光线不足，应该调节（    ）

①目镜        ②粗准焦螺旋     ③细准焦螺旋      ④物镜      

⑤反光镜      ⑥转换器         ⑦遮光器

a．①④         b．②④         c．⑤⑦         d．④⑥

15．通过讨论，回答下面的问题：

（1）根据显微镜的工作原理，显微镜的物镜的作用是什么？

 

 

 

（2）显微镜的物镜的焦距是长一些的好还是短一些的好？为什么？

 

 

 

（3）显微镜的目镜的焦距是长一些的好还是短一些的好？为什么？

 

 

 

（4）望远镜的物镜的直径选大一些好还是小一些？为什么？

 

 

 

 

参考答案

1．透镜  凸透镜  凸  目镜  凸  物镜  外  近  放大  实  放大  放大  虚  2．靠近被观测的物体  靠近眼睛  远处物体  实  放大  放大  3．小  近  目镜  大  4．明亮     5．b、c  6．b、c  7．b  8．d  9．d  10．d  11．b  12．d  13．c  14．b、c  15．（1）使微小物体通过物镜后成一个放大的实像；（2）根据显微镜物镜成像的特点，物体应该在物镜1倍焦距与2倍焦距之间，才能通过物镜成一个放大的实像，因此显微镜的物镜焦距要短一些好．（3）根据显微镜目镜成像的特点，物体应该在目镜1倍焦距之内，才能通过目镜成一个放大的虚像，因此显微镜的目镜焦距要长一些，这样才能保证通过物镜得到的像在目镜的1倍焦距以内．（4）望远镜的物镜的口径越大，可以收集更多的光线，使远处的物体看起来更明亮．因此无论望远镜的物镜是用透镜还是用凹面镜，它的口径越大越好．  16．原理：来自天体的平行光经凹面镜反射会聚后，经平面镜反射到旁侧的目镜成像