自制天文望远镜(天文爱好者必看)
,. *自制天文望远镜*
第一章 望远镜基本原理 黄 隆 1.1 天文望远镜光学原理 望远镜由物镜和目镜组成，接近景物的凸形透镜或凹形反射镜叫做物镜，靠近眼睛那块叫做目镜。远景物的光源视作平行光，根据光学原埋，平行光经过透镜或球面凹形反射镜便会聚焦在一点上，这就是焦点。焦点与物镜距离就是焦距。再利用一块比物镜焦距短的凸透镜或目镜就可以把成像放大，这时观察者觉得远处景物被拉近，看得特别清楚。
折射镜是由一组透镜组成，反射式则包括一块镀了反光金属面的凹形球面镜和把光源作 90 度反射的平面镜。两者的吸光率大致相同。折射和反射镜各有优点，现分别讨论。
O=物镜 E=目镜 f =焦点 fo=物镜焦距 fe=目镜焦距 D=物镜口径 d =斜镜 ,. 1.2 折射和反射望远镜的选择
折射望远镜的优点 1.影像稳定 折射式望远镜镜筒密封，避免了空气对流现象。 2.彗像差矫正 利用不同的透镜组合来矫正彗像差(Coma)。 3.保 养 主镜密封，不会被污浊空气侵蚀，基本上不用保养。 折射望远镜的缺点 1.色 差 不同波长光波成像在焦点附近，所以望远镜出现彩色光环围绕成像。矫正色差时要增加一块不同折射率的透镜，但矫正大口径镜就不容易。
2.镜 筒 长 ,. 为了消除色差，设计望远镜时就要把焦距尽量增长，约主镜口径的十五倍，以六吋口径计算，便是七呎半长，而且用起来又不方便，业余制镜者要造一座这样长而稳定度高的脚架很是困难的一回事。
3.价 钱 贵 光线要穿过透镜关系，所以要采用清晰度高，质地优良的玻璃，这样价钱就贵许多。全部完成后的价钱也比同一口径的反射镜贵数倍至十数倍。
反射望远镜的优点 1.消 色 差 任何可见光均聚焦于一点。 2.镜 筒 短 通常镜筒长度只有主镜直径八倍，所以比折射镜筒约短两倍。短的镜筒操作力便，又容易制造稳定性高的脚架。
3.价钱便宜 光线只在主镜表面反射，制镜者可以购买较经济的普通玻璃去制造反射镜的主要部份。
反射望远镜缺点 1.遮 光 对角镜放置在主镜前，把部份入射光线遮掉，而对角镜支架又产生绕射，三支架或四支架的便形成六条或四条由光星发射出来的光线。可以利用焦比八至十的设计减低遮光,. 率。
2.影像不稳定 开放式的镜筒往往产生对流现象，很难完满地解决问题。所以在高倍看行星表面精细部份时便显出不容易了。
3.主镜变形 温度变化和机械因素，使主镜变形，焦点也跟改变，形成球面差，球面差就是主镜旁边缘和近光轴的平行光线聚焦于不同地方，但小口径镜不成问题。
4.保养 镀上主镜表面的铝或银，受空气污染影响，要半年再镀一次。不过一块良好的真空电镀镜面可维持数年之久。
折射望远镜由二块透镜组成，总共要磨四边光学面，反射望远镜只需要磨一边光学面，所以制造反射式望远镜花费较少时间。技术精良的话，一副自制的六吋口径反射望远镜质素随时超过市面出售的三吋折射望远镜。
至于选择何种类形的望远镜则视乎个别天文爱好者的需要和喜爱而定。通常一枝四吋以下的折射望远镜已足够作普通观测研究的用途。若果兴趣是观察行星或双星，便应该设计八吋口径而放大倍数高的反射望远镜，因为如此大口径的折射镜十分难制造，价钱非常昂贵，而且又非常笨重。
从经济和难度考虑，初学者最适宜自制反射式望远镜。 1.3 反射望远镜的设计 反射望远镜有数种设计，现在只谈谈结构简单的牛顿式。 牛顿式望远镜最主要的结构是一块镀上反射物质的球面或拋物面玻璃。球面镜作用是把星星来的平行光反射聚焦一点，然后靠一块细小光学平面镜放置于焦点前，把光作90度角,. 的反射至望远镜筒的边缘，再由一块凸透镜将形像放大，便获得普通望远镜应有之效果。不过球面镜中心和旁边的反射角不同，故此成像并不完全聚焦于同一点上，而形成球面差；但 拋物面 郄可矫正这缺点，使离开光轴较远的光线也可以同时聚于焦点上，因此实际上牛顿式望远镜主镜乃拋物线面。
放 大 倍 数 望远镜的放大倍数是物镜和目镜焦距之比。即物镜焦距愈长，放大倍率愈高；目镜焦距愈短，放大倍率愈高。放大率亦可以量度入射瞳孔和出射瞳孔的直径求得，入射瞳孔通常即望远镜物镜直径。
放大倍数愈低，影像愈清晰，最宜观测暗星云。放大率高则可用来看行星表面的微细结构，但光度很弱。每枝望远镜的最高有效放大倍数是物镜直径的50倍。例如六吋口径望远镜便可放大到 300倍。
虽然天文望远镜的物镜焦距是不能改变的，但望远镜放大倍数则不是固定的，它可以通过变换目镜焦距的方式而获得不同的倍率。但目镜制造困难，多数购自光学商店，业余制镜者只自制主镜部份。
1 吋 = 25.4 毫米 (mm) 焦比(Focal Ratio) 望远镜放大倍数不能无限制的增加，即目镜不能太短；最短约四毫米，主镜焦距亦不能太长，究竟焦距长度如何决定呢？通常焦距和物镜直径的比例不能超过一个数值，它们的比值称为焦比，焦比是用来表示望远镜的特性的指针，焦比即照相机上的光圈，焦比值多数定于2.5 和 1 1 之间。例如六吋望远镜焦距最长可达 66 吋，最短是 15 吋。
焦比的限制是和望远镜的曲率有关，焦比大，球面和拋物面值相差不远，主镜磨成球面便行。但焦比太大，镜筒便会很长，搬运不方便，脚架制作也不容易。焦比短，球面主镜便不能把平行光聚于一点，形成球面差，那时要将球面修改成拋物面就颇费功夫。 ,. 另一方面，照相曝光时间和焦比的平方成正比，所以焦比值越小曝光时间越短，拍摄暗星体时便很有用，故多用作观测或拍摄星云、星团。焦比大，焦距长度增加，放大倍率高，故此多用作观测行星。
集光本领(Light Gathering Power) 望远镜口径愈大，集光力愈强，可以看见星星的数目亦增加，集光力是望远镜收集光线比眼睛强多少倍的意思。集光本领乃望远镜物镜直径平方和瞳孔直径平方之比。人的瞳孔，日间受光影响，故收缩，晚上则尽量扩大，直径伸缩由四毫米至八毫米，平均值是七毫米。
望远镜比肉眼大上许多倍，以一枝150 毫米即六吋口径反射镜来计算，就比肉眼看东西明亮 495 倍。当然望远镜口径大还可以观察到更加暗的星星，口径和星等的关系如右。
人的瞳孔是固定的，所以要增加集光本领就唯有向物镜直径打主意，造一枝大口径望远镜。但大口径镜的球面和拋物面值相差颇大，一定要磨成拋物面，初学者未掌握好磨镜技术的话，应该以小口径开始。另外大口径望远镜又必须做一座重型精密、稳定性高的脚架，否则在调校光轴，对准星体时就会出现困难。而机械制作所花的时间可能远比磨镜还多，这样可令至初学者兴趣慢慢减低。而搬运如此重的装备往郊外观测也很成问题。经历数次辛劳后，望远镜可能被放置在屋角去渡其晚年 。
分 辨 本 领 (ResolvingPower) 集光本领，放大倍数并不能表达望远镜的质素，望远镜质地取决于它的分辨本领，它就是分开两颗很相近的双星的最高能力。分辨力高，星像清晰的六吋镜会远比只得集光力强的大口径十吋镜实用得多。天文观察要求光学质素最高，若大口径镜只看见模糊的星像，用处就不大，只可用来看看风景吧!
英国业余天文学家杜氏(Dawes)根据观测双星的经验，计算出望远镜口径的最高分辨能力，这就是著名的杜氏极限(Dawes' Limit)。 ,. 六吋口径望远镜，分辨本领最高是0.76 弧秒，虽然因星空观察受大气流动影响，而会使分辨本领降至一弧秒，但已经比肉眼只可分辨两颗距离一弧分以上双星的能力要大上六十倍。
以天文爱好者的需要和能力来决定，初学者最适宜自制一枝六吋口径，48 吋焦距，焦比是八的牛顿式望远镜，因为主镜只需要磨成一个球面，镜筒短，脚架制造比较容易。若喜欢轻巧和方便携带的可造一枝120 毫米口径，720 毫米焦距，即 f/6 的望远镜。
直径 直径 分 辨 本 领 吋 毫米 弧秒 2.5 63 1.82 3 76 1.52 4 100 1.14 6 150 0.76 8 200 0.57 10 250 0.46 12 300 0.38 14 350 0.33 16 400 0.29 18 450 0.25 20 500 0.23 ,. 第二章 磨镜材料与工具
2.1 应用材料 a. 厚玻璃两块 主镜和工具板厚玻璃板两块。标准主镜厚度大约是直径的六分一，工具板比较薄，约八分一。但为了经济原因和容易购买，主镜厚度会减低至直径之八分一。以六吋主镜来说，我只用 3/4 吋厚的玻璃，而工具板则用半吋厚便算了。厚身玻璃可以防止主镜镜面因温度改变而影响曲率半径。主镜最好选用优质而膨胀系数少的派勒斯(Pyrex) 玻璃，膨胀系数就是物质因温度改变而影响其长度的数值。系数愈小，温度变化对玻璃影响则愈细。派勒斯玻璃另一优点就是已经过热软化而令其内部应力减少，避免了玻璃因温度改变而变形。派勒斯玻璃要向外国订购，价钱昂贵，普通天文爱好者多采购自拆旧船窗门的玻璃，虽然膨胀系数大一些，但郄已受热软化处理。最方便的就是往玻璃店购买，普通未经热软化处理的蓝色玻璃。
一块 8 吋直径六分厚的普通蓝玻璃约港币 100元 ( 2000年 )。 b. 磨砂 磨砂主要有两种，黑色的碳化硅(Silicon Carbide)和白色的氧化铝(Aluminum Oxide)。碳化硅即常用的金钢砂(Carborundum)，体积大小依编号排列，号数小颗粒粗，编号表示每一吋可排列金钢砂粒之数目，例如 80 号即一吋内可并排 80 颗金钢砂。不过 220 号以上的已成粉末状，要利用其浮在水中时间长短的方法分辨。普通多选用六种金钢砂，80、120、220、320、600 和 1200 号等。当金钢砂缺少某一编号存货时，可以用别一号代替。
c. 拋光粉
初2年级科学实验：制作简易天文望远镜
初2年级科学实验：制作简易天文望远镜初二年级的科学实验：制作简易天文望远镜在初二年级的科学课上，我们进行了一次令人兴奋的实验：制作简易天文望远镜。
这次实验让我们深入了解了望远镜的基本原理和构造，同时也增强了我们对天文学的兴趣和理解。
首先，我们收集了所需的材料：两个透明的塑料隔离管、黑色卡纸、胶带、剪刀和一些胶水。
老师向我们解释了望远镜的工作原理，即利用镜片将远处的物体放大。
这激发了我们对如何自己制作一个能看远处星星的装置的好奇心。
我们首先把两个塑料管垂直地固定在一起，一个作为主筒，另一个作为辅助筒。
接下来，我们用黑色卡纸制作了两个镜筒的支架和反射镜。
这需要仔细的测量和精准的切割，以确保反射镜能够准确地聚焦光线。
在装配过程中，我们遇到了一些挑战，例如如何确保镜片的定位和调整，以便能够清晰地看到远处的物体。
通过老师的指导和同学们的合作，我们克服了这些困难，并最终完成了我们的望远镜。
完成后，我们迫不及待地走到户外，试用我们亲手制作的望远镜。
当我们第一次将镜头对准天空时，我们看到了闪烁的星星和明亮的月亮。
那种亲身体验天文观测的乐趣让我们感到非常兴奋和满足。
通过这次实验，我们不仅学会了如何制作望远镜，还加深了对光学原理和天文学的理解。
这种实践性的学习方式使我们能够在探索中学习，激发了我们对科学的热爱和探索未知的勇气。
总结起来，制作简易天文望远镜的实验不仅仅是一次课堂活动，更是一次深入探索和学习的旅程。
通过动手实践，我们不仅提高了自己的技能，还培养了解决问题和团队合作的能力。
这次实验不仅仅教会了我们如何看星星，更重要的是教会了我们如何用心去发现和理解世界的奥秘。
自制天文望远镜原理
自制天文望远镜第一章望远镜基本原理黄隆1.1 天文望远镜光学原理望远镜由物镜和目镜组成，接近景物的凸形透镜或凹形反射镜叫做物镜，靠近眼睛那块叫做目镜。
远景物的光源视作平行光，根据光学原埋，平行光经过透镜或球面凹形反射镜便会聚焦在一点上，这就是焦点。
焦点与物镜距离就是焦距。
再利用一块比物镜焦距短的凸透镜或目镜就可以把成像放大，这时观察者觉得远处景物被拉近，看得特别清楚。
折射镜是由一组透镜组成，反射式则包括一块镀了反光金属面的凹形球面镜和把光源作90 度反射的平面镜。
两者的吸光率大致相同。
折射和反射镜各有优点，现分别讨论。
O=物镜E=目镜f =焦点fo=物镜焦距fe=目镜焦距D=物镜口径d =斜镜1.2 折射和反射望远镜的选择折射望远镜的优点1.影像稳定折射式望远镜镜筒密封，避免了空气对流现象。
2.彗像差矫正利用不同的透镜组合来矫正彗像差(Coma)。
3.保养主镜密封，不会被污浊空气侵蚀，基本上不用保养。
折射望远镜的缺点1.色差不同波长光波成像在焦点附近，所以望远镜出现彩色光环围绕成像。
矫正色差时要增加一块不同折射率的透镜，但矫正大口径镜就不容易。
2.镜筒长为了消除色差，设计望远镜时就要把焦距尽量增长，约主镜口径的十五倍，以六吋口径计算，便是七呎半长，而且用起来又不方便，业余制镜者要造一座这样长而稳定度高的脚架很是困难的一回事。
3.价钱贵光线要穿过透镜关系，所以要采用清晰度高，质地优良的玻璃，这样价钱就贵许多。
全部完成后的价钱也比同一口径的反射镜贵数倍至十数倍。
反射望远镜的优点1.消色差任何可见光均聚焦于一点。
2.镜筒短通常镜筒长度只有主镜直径八倍，所以比折射镜筒约短两倍。
短的镜筒操作力便，又容易制造稳定性高的脚架。
3.价钱便宜光线只在主镜表面反射，制镜者可以购买较经济的普通玻璃去制造反射镜的主要部份。
反射望远镜缺点1.遮光对角镜放置在主镜前，把部份入射光线遮掉，而对角镜支架又产生绕射，三支架或四支架的便形成六条或四条由光星发射出来的光线。
简易天文望远镜的制作
（2）测定凸透镜的焦距才能决定镜筒的长度。分别把物镜和目镜对着太阳，在 镜片的另一侧放张白卡纸，调整纸与镜片之间的距离，使太阳在白卡纸上成像清晰， 用尺测量镜片与纸之间的距离就是镜片的焦距。 （3）镜筒是用黄板纸制作的。整个镜筒分成两节：物镜镜筒和目镜镜筒。物镜 镜筒的直径约等于物镜镜片的直径，长度约等于物镜的焦距。目镜镜筒的外径略小 于物镜镜筒的内径，使目镜镜筒能插入物镜镜筒，并能前后调节焦距。目镜镜筒的 内径约等于目镜镜片的直径，长度要比目镜焦距长 100 毫米。镜筒的制作是把黄板 纸切成宽 70～80 毫米长的纸条。找一根直径等于镜片
曲率(通常是中央没被压到,所以中间会没有粉红色的磨粉黏着),曲率未到可放到热水中加热 工具,然后再压一次. 压好后工具的边缘用榔头敲掉,使沥青的面积小于镜子,压的时候才不 会有大于镜面的部份压不到而突起.沥青碎片可稍微清一下,但因质地很细,就算有残留也不 会磨伤镜子. C. 工作平台: 防滑垫因为有弹性会抵销力量,所以要换成用厚木板垫底,上面作四个木块刚好夹住工具,再 用两个 C 型夹把木板固定在桌角.木块的高度要小于工具的,这样工具上的镜子才能有位移. 工具和木块间的空隙用小的锲型木块塞住,磨的时候才不会前后动或是转动. D. 抛光方式: 用氧化铯抛光时,附着力明显大于以前任何一种磨粉,非常难移动镜子.磨粉水很不容易流失, 因为有沟槽的关系,所以就算磨一整圈也不用加磨粉水.最好都以镜子在上的方式抛光,这样 若有大颗粒的东西才容易从工具的勾槽流掉,镜子在下容易刮伤.此时的位移只需要 1/6,因为 是整体抛光的关系,不用大位移来加强局部.因为镜子在上,所以边缘会比较难磨到,用直线来 回磨几次后可改为 W 行的磨法,增加边缘磨的机会. 5 E. 沥青工具的校准: 隔一两天以上重新要磨之前都需要再校准工具的曲率,把工具放到热水加热,再用人的重量 压 20 分钟.但施压的人不可左右晃动,否则工具的边缘曲率会太大超过预期,这样抛光的时候, 边缘会接触不到,只有镜子中央被抛光. F. 测试曲率的方法: 一开始可用 Ronchi test 测镜面和目标球面相差多少,再改变工具和镜子的位置,或是位移的 大小来修正.最后用 W 型磨法抛物面化后(抛物面化只要约半小时,因球面和抛物面相差甚少), 可用 Foucault test 测其抛物面化的程度. 三,一般预期工作成果 以口径 32cm 的镜片为例,主镜研磨和抛光的过程,研磨需约 27 个程序(46 磨粉-3 次,80 磨粉 -9 次,120-7,240-2,500-2,1000-2,2500-2),抛光约 20 个程序,各需 18 到 20 个小时,因此实际 的磨镜时数近 40 个小时可完成(不包含所有准备与清洁时间).镜面可能会有几处刮痕,但应 不影响未来的整体表现.整体镜面的误差可用 Foucault test 的软体来计算,一般若控制在 1/8 个可见光波长以下,已算是非常优良的表现,本实验室的技术可达到 1/20 个可见光波长 的准确度约为 25 奈米.之后主镜镜面蒸镀时,镀铝约 100 ~200nm 两层,和一层二氧化硅作为 保护. 望远镜本体: 大部分采用铝门窗的铝制材料,座台使用 Dobsonian 的设计,目镜座则用 Crayford 的设计,斜 镜架,目镜架,主镜架都有三点微调 6 机制,可以调整斜镜目镜与主镜的平面倾斜度,以调整光 轴. 望远镜能力 D(口径) = 31.1cm F(焦距) = 146.75cm F-ratio(焦比)= 4.72 P(集光力)= 1974 M(极限星等)= 14.7 FOV(视场)= 0.35 度 解析力 = 0.41 角秒 极限倍率 = 约 44 倍 ~ 550 倍
2024-2025学年物理人教版八年级上册 5.5 跨学科实践制作望远镜 课件
填“放大”“等大”或“缩小”)的像。
“不同”)焦距的凸透镜。
11.如图为某望远镜内部的部分光路图,物镜是凸透
镜,O为光心,F为物镜焦点,焦距为500 m。
(1)在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线。
如答案图所示
(2)目镜是
凹
(选填“凹”或“凸”)透镜。
(3)用此望远镜观测月球时,月球经物镜成一个
倒立 (选填“倒立”或“正立”)、 缩小 (选
什么望远镜看不到很远处的任何物体呢?难道是……”请你替
小明完成这句话:难道是 因为这两个凸透镜规格相同 ?带着
猜想,小明在课堂上与同学们经过了激烈的讨论,针对猜想进行
了科学探究中的 设计实验与制定计划、进行实验与收集证据、
分析与论证、评估、交流与合作
几个环节,
最终确定了制作望远镜时,应选两个 不同 (选填“相同”或
)
A.远处的物体经过物镜成像在物镜的焦点附近
B.眼睛看到的是远处物体的倒立的实像
C.此时物镜和目镜之间的距离约为25 cm
D.物镜的作用相当于照相机,使远处的物体成像
在距离眼睛很近的位置
(
B
)
5.如图所示,小高找到两个焦距不同的放大镜模拟望
远镜观察远处的景物,其中较远的物镜的作用是使
物体成倒立、 缩小 (选填“放大”或“缩小”)
第5节
跨学科实践:制作望远镜
【项目提出】
根据透镜成像的知识,制作一个望远镜。
【项目分析】
要制作望远镜,需要完成以下任务:
1.了解望远镜的基本原理。
2.设计一个望远镜,能够用它观察校园内远处的物体。
3目实施】
1.了解望远镜的基本原理
(1)望远镜
简易望远镜制作方法
简易望远镜制作方法简介望远镜是一种用于观察远处物体的光学仪器。
制作一个简易的望远镜可以帮助我们更好地观察天体、观察远处的景物等。
本文将介绍一种简易望远镜的制作方法，希望能为爱好科学的朋友们提供一些参考。
所需材料1.两个透明的凸透镜：一个是凸透镜，一个是凹透镜。
它们的焦距应该较长，以便观察远处的物体。
2.两个纸杯：一个纸杯用来放置凸透镜，另一个纸杯用来放置凹透镜。
3.一根细长的管子：可以使用一根空心的塑料管或者一个纸卷筒作为望远镜的主体。
4.胶带：用来固定透镜和管子。
制作步骤1.准备工作：确保所使用的透镜是干净的，没有灰尘或指纹。
如果有需要，可以使用清洁布轻轻擦拭透镜表面。
2.准备纸杯：将一个纸杯剪成两半，留下上半部分用来放置凸透镜。
3.安装凸透镜：将凸透镜放置在纸杯的上半部分中间位置，使用胶带将其固定在纸杯上。
确保透镜的凸面朝外。
4.准备第二个纸杯：将另一个纸杯留下下半部分，用来放置凹透镜。
5.安装凹透镜：将凹透镜放置在纸杯的下半部分中间位置，使用胶带将其固定在纸杯上。
确保透镜的凹面朝外。
6.准备望远镜主体：将细长的管子剪成适当的长度，使其可以容纳两个纸杯。
确保管子的两端是平整的。
7.安装纸杯：将装有透镜的纸杯分别插入管子的两端，确保纸杯与管子紧密连接。
可以使用胶带固定纸杯和管子的连接处。
8.完成望远镜：检查望远镜的装配是否牢固。
然后，可以使用望远镜来观察远处的物体了。
使用技巧1.调节焦距：通过移动两个纸杯的位置，可以调节望远镜的焦距。
当观察远处物体时，可以尝试不同的焦距来获得清晰的图像。
2.稳定望远镜：在观察物体时，尽量将望远镜放置在稳定的平台上，或使用双手稳定望远镜，以避免晃动造成图像模糊。
3.避免强光照射：在观察太阳等强光源时，要注意避免直接照射到望远镜，以免损坏透镜或眼睛。
注意事项1.小心透镜：透镜是望远镜的核心部件，要小心使用，避免碰撞或刮伤。
2.小心眼睛：在使用望远镜时，不要将眼睛靠得太近透镜，以免发生意外伤害。
青少年科学实验：DIY简易天文望远镜制作
固定透镜
• 根据观测需求，选择合适的物镜和目镜
• 将透镜安装到镜筒的适当位置
• 考虑透镜的焦距、放大倍数和光学质量
• 使用胶水或螺丝固定透镜，确保稳定性
组装底座：制作底座、安装镜筒与支架
制作底座
• 使用木板或塑料板制作底座
• 考虑底座的尺寸、重量和稳定性
安装镜筒与支架
• 将镜筒安装到底座的接口上
• 使用螺丝或胶水固定支架，确保结构稳定
CREATE TOGETHER
DOCS
DOCS SMART CREATE
青少年科学实验：DIY简易天文望远镜制
作
01
天文望远镜的基本原理及作用
天文望远镜的工作原理简介
跟踪原理
• 望远镜需要跟踪天体的运动，以便持续观测
• 跟踪系统通常包括赤道仪和跟踪器
放大原理
• 利用透镜或反射镜对光线进行聚焦和放大
附件安装
• 根据需要，安装跟踪系统、滤镜等附件
• 安装附件时，遵循附件的使用说明，避免损坏
使用跟踪系统
• 使用跟踪系统跟踪天体的运动，保持图像稳定
• 调整跟踪系统的参数，以获得最佳观测效果
05
青少年科学实验：DIY简易天文望远镜实践项目
观测太阳系天体：月亮、行星、卫星等
01
观测月亮
• 观察月亮的表面特征和相位变化
兴趣激发
• 通过DIY简易天文望远镜的实践，激发青少年对天文学的兴趣
• 为青少年提供一个探索宇宙的平台，激发好奇心
热爱培养
• 通过科学实验，培养青少年的科学素养和动手能力
• 帮助青少年树立科学的世界观和价值观
CREATE TOGETHER
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
跨学科实践——自制天文望远镜观察月球(课件)八年级物理上册(苏科版2024)
在锯断pvc水管 后，切口部分较 为粗糙，可以用 锉刀或者小刀把 切口修平整。
任务一、自制天文望远镜
（2）目镜的安装 裁剪一块宽10cm ×长20cm的纸板，然后把目镜卷在 纸板当中，用透明胶把纸板外围全部缠绕。 （3）制作完成。
A．望远镜的物镜和目镜都是
C．望远镜的物镜的作用是使得无限远处的物
凸透镜，故A错误；
体在焦点附近成一个倒立缩小的实像，目镜再把
B．望远镜的物镜相当于照相
这个像放大，故C错误；
机的镜头，使远处的物体成一个
D．望远镜由两组凸透镜组成，靠近眼镜的为
倒立缩小的实像，故B错误； 故选D。目镜，靠近被观测物体的为物镜，故D正确。
02 裸眼直接观察月球，了解月球上升 和下落，以及月相的变化情况。
03
用自制的天文望远镜观察月球或其他星球， 观察发现肉眼看不清楚的细节之处。
04
查阅资料，结合观察的结果，了解月球的概况、 我国古人对月相的记载及中国探月工程等。
一 任务与要求
任务一、自制天文望远镜
1. 天文望远镜原理
【实验器材】两个焦距不同的凸透镜。 【实验步骤】 ①先用一个凸透镜(焦距大的)观察窗外远处的 物体，注意成像情况. ②再用另一个凸透镜(焦距小的)观察上面得到 的物体的像，注意成像情况. ③将两凸透镜的位置对调，再观察远处的物 体，对比两次成像的大小.
任务二、用天文望远镜观察月球
3.盈月 盈月是指月亮逐渐从亏月恢复到满月的过程。逸周书中记载， 盈月出现在农历月的后半段，这个时期被认为是月亮恢复活力的时 刻，人们会举行各种庆祝活动来庆祝丰收和幸福。 4.蝉月 蝉月是指月亮逐渐从满月变小，再变大的过程。逸周书中描述， 蝉月出现的时间不固定，但一般出现在农历闰年的某个月，人们普 遍认为这个时期是神灵和幽灵出没的季节，需要特别注意避邪。
天文望远镜原理和制作方法
天文望远镜原理和制作方法【前言】天文望远镜被称为人类认知天空的“窗口”，它的原理和制作方法是天文学界的重要课题。
本文将按照原理和制作方法两个方面分别介绍天文望远镜的相关知识。
【原理】1. 凸透镜原理凸透镜原理是望远镜原理的基础，它的作用是将光线聚集在一点上，形成清晰的像。
望远镜中一般采用两个凸透镜，它们分别被称为“目镜”和“物镜”。
物镜将光线分散，造成的象称为“倒立实像”，而目镜将实像聚集，再次放大，形成“倒立虚像”。
2. 反射镜原理反射镜原理是现代望远镜制作的主流技术。
望远镜中采用的反射镜形状多样，但大多数都是凸面镜。
光线首先被反射镜上的小镜子反射，然后被聚集在焦点上，形成影像。
反射镜的优点是可以通过增大镜面面积来增加球面像的质量，但镜面品质的要求比较高。
【制作方法】1. 凸透镜制作凸透镜的制作方法比较简单，只需要在透镜材料上切割出固定形状，通过打磨形成完美的曲面即可。
不过这种方法需要非常高的技术精度，因为透镜表面的微小凹凸不仅会影响像质，还会影响折射率。
2. 反射镜制作反射镜制作的一般流程是先确定反射面的曲线形状，再通过数学计算得到曲面结构的大小和形状。
完成设计之后，采用拔丝（wire drawing）或电火花加工的技术制作反射面。
反射镜是大型望远镜的关键部件之一，其制作过程的精度要求比较高，所以需要进行复杂的仪器校准。
【结尾】天文望远镜原理和制作方法是在人类如今的科技基础下发展出来的成果，对于了解天空和地球宇宙的奥秘具有非常重要的作用，希望本文对于广大天文学爱好者有所启示。
自制天文望远镜
自制天文望远镜一、问题的提出对于每一个喜爱科学，尤其是喜爱天文学的人，望远镜自是一种最令人向往的科学仪器。
每逢晴朗的夜晚，面对着浩瀚的宇宙，那千姿百态、五颜六色的天体是多么令人神往啊！在这个时候，谁都希望自己有一架小型的天文望远镜，用来看看月亮上的环行山、金星的盈亏、土星的光环、木星的卫星、火星上的极冠以及仙女座大星云、猎户座大星云等等。
这样的望远镜最好是自己动手做。
在科学技术高等发达的今天，无论是从理论方面，或是从技术方面看，每一个有志于天文观测的爱好者，自己制作天文望远镜是完全可以做得到的。
二、研究目的通过自制天文望远镜，了解并掌握望远镜的基本光学知识，学会自制简单小型的开普勒式折射望远镜。
培养自己的动手动手能力。
而且当掌握了这门技术之后，就能更主动的在天文科学领域中发挥自己的特长。
三、研究内容天文望远镜有许多种类。
可是，从制作技术、经济条件和使用特点等方面考虑，对于业余天文爱好者比较合适的，要算是简单小型伽利略式折射望远镜、简单小型开普勒式折射望远镜等。
我们所研究、制作的望远镜是开普勒氏折射望远镜。
１．自制望远镜的基本光学知识1）光学元件的成像原理开普勒氏折射望远镜所采用的光学元件，主要是凸透镜。
为了讨论方便，首先需掌握几条定义：顶点：镜面的中心，叫做镜面的顶点。
曲率中心：球面法线的交点C，叫做镜面的曲率中心。
曲率半径：由镜面曲率中心C到镜面上的距离，叫做曲率半径。
主平面和主点：有时为了简化光学系统成像的作图方法，在光学系统中另设立两个特殊的垂直于主光轴的平面，即如果光线进入到光学系统内，与第一平面MN相交于距离主光轴h点M，那么，在光线从光学系统出来时，与第二个平面M’N’ 相交的点M’，仍然与主光轴具有的距离。
这两个平面，称为第一主平面和第二主平面。
第一主平面和主光轴的交点，称为第一主点；第二主平面和主光轴的交点，称为第二主点。
如图1的N和N’两点。
这样，从主点到光学系统的第一、第二焦点F和F’点的距离，就是光学系统的第一焦距和第二焦距。
老花镜DIY手工制作天文望远镜
DIY手工制作望远镜步骤3、将2个纸板做的圆环上下粘贴在老花镜上，用来固定镜片，当然也可以遮挡边缘光，具体如下图DIY手工制作望远镜步骤4、将圆环粘好的镜片放入饮料罐内，从底部放入，镜片凸面朝饮料罐底部，（放的时候需要积压底部边缘，直接放不进去）DIY手工制作望远镜步骤5、将50mmPVC套入饮料罐口，物镜部分基本制作完成，样子如下DIY手工制作望远镜步骤6、把纸板卷成筒状，包住目镜，并放入PVC管另一头，DIY望远镜制作完成DIY手工制作望远镜步骤7、在纸板卷筒的部分可以是滑动的，可以当成简单的调焦筒真的很麻烦，而且效果很一般。
方法有的。
河南的张大庆比较厉害，可以请教。
我在这里要特别感谢河南开封的张大庆先生。
他精于制镜，多年来一直潜心寻彗，对天文同好则更是热心相助，我就是许许多多受到他帮助的人中的一个。
他精心为我磨制了20厘米抛物面反射镜片，而且详细介绍了装配望远镜的经验，使我收益非浅。
也是张先生在杂志上发表的多篇文章特别是《星空观测者》1998-3期上的《北风一吼，满天星斗—漫谈冷空气与天文观测》一文，让我觉得20厘米反射镜正是我所需要的望远镜，非常值得下功夫去做。
我前后花了3个月的时间，投资累积约800圆（这些钱可能还买不到一架8厘米地平式折射望远镜）完成了这架口径20厘米焦距107厘米的道布森结构的牛顿式反射望远镜。
其实国内介绍怎样制作反射式望远镜的文章已经相当多了（杨世杰老师曾在《天文爱好者》上连载六期，系统介绍了反射望远镜的制作方法，另外，各地同好介绍制作经验的文章也常有发表），我写此文，对于没有制作反射镜经验的同好，是想说明在一般所能达到的加工条件下，到底花多少时间投多少钱可以得到一架什么性能的望远镜，对于制作过反射镜的同好，则希望可以交流经验，特别是在如何调整反射镜光轴方面，国内文章谈论的不够细致，我从互联网上借鉴了一些国外天文同好的经验，再加上我的实践体会，写出来与各位同好探讨。