3. 另一个同学研究家里的望远镜，图5-5-9为该望远镜内部部分光路图，物镜是凸透镜，O为光心，F为物镜焦点，焦距为500 mm。
（1）在图5-5-9中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线，光线b经物镜折射后平行于主光轴。
（2）目镜是（选填“凹”或“凸”）透镜。
（3）物镜相当于一个（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”），物镜成像的像距v范围是。

第2题和第3题中两种望远镜结构是否相同？若有不同，请指出。
望远镜的种类繁多，从光学原理上，可以分为折射式望远镜、反射式望远镜、折反射式望远镜三大类。其中，折射式望远镜主要分为伽利略望远镜和开普勒望远镜两种。请你课后查阅资料，了解这两种望远镜的结构，从它们各自的优势出发（如视场、倍率、色差、清晰度等角度）分析其在实际生活中的应用场景，并在调查过程中对自制望远镜进行改良。
我们平时说的望远镜默认其观测波段为可见光波段，而专业天文望远镜观测覆盖全波段。
1. 射电望远镜：接收无线电波，如“中国天眼”FAST。适合观测星际气体、脉冲星等，可通过干涉技术实现黑洞成像。
2. 红外望远镜：观测红外波段，常置于高空或太空，如韦伯望远镜。能穿透星际尘埃，观测被遮蔽的天体。
3. X射线/γ射线望远镜：通常在太空运行，如钱德拉、费米。用于研究黑洞周围的吸积盘、超新星遗迹等。

（1）
（2）凹
（3）照相机 500 mm＜v＜1 000 mm
不同。第2题中的自制望远镜，物镜和目镜都是凸透镜；第3题中的望远镜，物镜是凸透镜，目镜是凹透镜。

【分析】
本题围绕望远镜的光路与结构展开，分步骤思考：
1. 画入射光线：利用凸透镜的折射规律，过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过光心的光线传播方向不变，据此画出光线a、b的入射光线。
2. 判断目镜类型：观察经目镜折射后的光线，光线发散，说明目镜对光线有发散作用，确定透镜类型。
3. 分析物镜的成像特点：望远镜物镜成倒立缩小实像，对应照相机的成像原理；结合凸透镜成像规律，物距大于2倍焦距时，像距在1倍到2倍焦距之间，计算像距范围。
4. 对比结构差异：区分两种望远镜的透镜组成，明确结构不同点。
【解析】
（1）根据凸透镜折射规律：
光线b经物镜折射后平行于主光轴，故其入射光线过物镜左焦点F，连接F与光线b和物镜的交点，即为光线b的入射光线；
过光心的光线传播方向不变，连接光心O与光线a和物镜的交点，延长至左侧，即为光线a的入射光线，画图如答图5-41所示。
（2）目镜对光线有发散作用，因此是凹透镜。
（3）望远镜物镜成倒立、缩小的实像，相当于照相机；凸透镜焦距f=500mm，当物距u＞2f时，像距f＜v＜2f，故像距v范围是500mm＜v＜1000mm。
（4）结构差异：第2题自制望远镜的物镜和目镜均为凸透镜；本题第3题的望远镜物镜是凸透镜，目镜是凹透镜，二者结构不同。
【答案】
（1）
（2）凹
（3）照相机；500 mm＜v＜1 000 mm
不同。第2题中的自制望远镜，物镜和目镜都是凸透镜；第3题中的望远镜，物镜是凸透镜，目镜是凹透镜。
【知识点】
透镜折射规律；望远镜结构；凸透镜成像规律
【点评】
本题结合望远镜光路考查透镜规律与望远镜类型，需掌握凸透镜特殊光线、望远镜结构差异及成像特点，是光学知识的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.5