【项目实施要点】
1. 了解望远镜的结构和原理。
(1)靠近眼睛的透镜叫目镜,靠近物体的透镜叫物镜,请观察目镜与物镜的直径大小关系。
(2)根据观察和测量,结合凸透镜成像规律,推理物镜与目镜的焦距的大小关系。
2. 制作前体验。
(1)如图5-5-4,眼睛靠近目镜,调节两透镜的距离d,直至观察到最清晰的远处物体的像。调换两透镜的位置,对比观察的效果。换用不同焦距的凸透镜重复以上操作,选择合适的两块凸透镜充当望远镜的目镜和物镜,记录观察到远处物体的像最清晰时目镜与物镜间的距离为 cm。
(2)保持目镜和物镜间距离不变,改变人眼与目镜的距离,比较观察的效果。
(3)当景物与物镜的距离变大时,要看到清晰的像,两凸透镜间的距离d应变大、变小还是不变？尝试设计一个能快速调节两透镜间距离的结构,并思考如何排除周围光线对物体成像的干扰。
(4)如图5-5-4通过两个凸透镜观察远处物体时,人眼观察到的像与物相比,像是(选填“正立”或“倒立”)、(选填“放大”或“缩小”)的。
(5)在其他条件相同时,能否看清一个物体,与它对我们的眼睛所成的“视角”大小有关。图5-5-5是视角的一种表示方式。比较眼睛看距人眼距离相同的物体AB和物体CD的视角,可知物体对眼睛所成视角的大小跟有关。如图5-5-6,比较眼睛看相同物体在位置1和位置2时的视角。由此可知物体对眼睛所成视角的大小还跟有关。
3. 制作与调试望远镜
(1)制作
材料：瓦楞纸板,刻度尺,橡皮筋,深色纸,橡皮泥,焦距为20 cm、直径为5 cm的凸透镜,焦距为10 cm、直径为4 cm的凸透镜。
步骤：
①分别利用瓦楞纸板,制作合适目镜、物镜尺寸的纸筒,并用少量橡皮泥在镜筒内部环绕一周,用于固定对应凸透镜。
②将物镜镜筒的底部用黑色纸片包住,并用橡皮筋绑住固定。
③在黑色纸片中央,根据目镜直径画出圆形图案,打一个尺寸合适的洞,方便目镜镜筒与物镜镜筒套接(图5-5-7)。
(2)试用与调整
观察远处的物体,通过伸缩镜筒改变物镜与目镜的距离,直至成像清晰。
【项目展示交流】
1. 同学间展示成果,交流方案,回顾设计的流程,总结项目经验。你在制作过程中发现了什么问题？你是如何改进的？
2. 小李同学用两个凸透镜根据本节课所学方法制作了望远镜,看到了校园远处的树,图5-5-8为小李同学自制望远镜内部的部分光路图,O为光心,F物为物镜的焦点,F目为目镜的焦点,F为目镜和物镜共同的焦点。来自远处树上某点发出的两条光线,一条光线平行于主光轴,一条光线经过物镜左侧的焦点,请你完成经过目镜后的光路图。
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。
(2)目镜是(选填“凹”或“凸”)透镜。
(3)物镜所起的作用相当于一个(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),物镜成像的像距v范围是。
(4)用此望远镜观测月球时,月球经物镜成一个(选填“倒立”或“正立”)(选填“放大”“等大”或“缩小”)的像。
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,折射式望远镜分为伽利略望远镜及开普勒望远镜两种,请你课后查阅资料,分析这两种望远镜的结构,并从它们各自的优势(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。
随着现代科技发展,从应用情境出发,也产生了射电望远镜、红外望远镜、军用望远镜、夜视望远镜等,搜集资料,思考这些望远镜中涵盖哪些物理知识。

【解析】：
1题考查凸透镜成像的原理，需要掌握望远镜的基本结构和工作原理，通过观察和推理得出答案。
2题考查凸透镜成像的应用，通过实验和观察，理解不同焦距的凸透镜对成像的影响，以及如何调节透镜间的距离来获得清晰的像。
3题考查凸透镜成像的光路图，通过分析和绘制光路图，理解光线在透镜中的传播和成像过程。
4题考查凸透镜成像的特点，通过观察和比较，理解物体对眼睛所成视角的大小与物体大小和距离的关系。
5题考查凸透镜成像的实验操作，通过实际操作和调整，掌握望远镜的制作和调试方法。
6题考查凸透镜成像的应用，通过分析和比较不同望远镜的结构和原理，理解它们在实际生活中的应用。
【答案】：
1．望远镜的基本结构包括物镜和目镜。望远镜的工作原理是通过物镜收集光线并成像在焦点附近，然后通过目镜将这个像放大，使观测者能够清晰地看到远处的物体。
2．实验确定合适的凸透镜作为望远镜的物镜和目镜的方法是：通过观察和调节两透镜的距离，直至观察到最清晰的远处物体的像。当景物与物镜的距离变大时，要看到清晰的像，两凸透镜间的距离应变大。
3．当观察不同距离的景物时，需要调节两凸透镜间的距离d。
4．排除周围光线对物体成像的干扰的方法包括使用遮光罩、调整透镜的位置和角度等。
5．人眼观察到的像与物相比，像是倒立、缩小的。
6．物体对眼睛所成视角的大小跟物体的大小和距离有关。
7．制作望远镜时，目镜与物镜间的距离记录为根据实验观察到的最清晰像时的距离，具体数值需通过实验测量得出。（假设实验测得为30cm，此数值仅为示例，实际需实验确定）
8．目镜是凸透镜。
9．物镜所起的作用相当于一个照相机，物镜成像的像距v范围是大于焦距小于2倍焦距。
10．用此望远镜观测月球时，月球经物镜成一个倒立、缩小的像。
11．第2题和第3题中两种望远镜结构不相同，第2题中的望远镜是由两个凸透镜组成的，而第3题中的望远镜内部结构更为复杂，包括多个透镜和反射镜。
12．折射式望远镜分为伽利略望远镜及开普勒望远镜两种，伽利略望远镜的物镜是凸透镜，目镜是凹透镜，适用于低倍率观测；开普勒望远镜的物镜和目镜都是凸透镜，适用于高倍率观测。