1609年，意大利天文学家、物理学家伽利略设计并制造了世界上第一台光学天文望远镜，帮助人类第一次看清了地球附近的天体。本期，让我们一起动手制作一个简易天文望远镜，用它仰望星空吧！

实验材料

　　硬纸片、双面胶、凸透镜、凹透镜、透明胶带、尺子、剪子、胶棒、彩纸、铅笔

实验步骤

1

　　测量物镜直径并记录数值：我们用的凸透镜（物镜）直径为5厘米。

2

　　制作物镜镜筒：如图所示，在硬纸片上画长为15厘米、宽为5.5厘米（比物镜直径略宽即可）的线条，最后一个宽为3厘米。

3

　　将硬纸片按所画的线条折叠。如果硬纸片太厚，可以用尺子压住操作。

4

　　在3厘米宽的一侧贴上双面胶，将硬纸板折叠并固定成一个正方形纸筒。

5

　　在剩下的硬纸片上，画如下的线条，并将阴影的部分剪掉。用透明胶带将凸透镜（物镜）固定在硬纸片上。

大圆与凸透镜（物镜）一样大，阴影部分的小圆直径略小于大圆即可

6

　　沿画好的线条折叠后，用双面胶和透明胶带将它固定在正方形圆筒上，再用彩纸装饰一下。

7

　　重复上述步骤，制作目镜镜筒。

8

　　将两个镜筒套在一起，物镜镜筒在外，目镜镜筒在内。这样一个简易的天文望远镜就做好啦！

实验原理

　　本实验用到的是物理学中的透镜成像原理。其中，透镜既有凸透镜，也有凹透镜。实验中，我们用凸透镜作为物镜，凹透镜作为目镜，两者之间用空腔镜筒连接。

　　观察时，远处物体的光线经过凸透镜折射，向目镜（凹透镜）处汇聚。经过凹透镜折射，汇聚的光线呈平行光束发散并射向观察者，使观察者能看到发射光线的物体全貌。这种光学系统被称为伽利略式望远镜，也称折射式望远镜。

　　如图所示，如果没有目镜，物体的光线经过物镜（凸透镜）折射后，将会在凸透镜焦点处聚成一个倒立缩小的像。

　　如果在光线会聚到焦点之前，加入目镜（凹透镜），汇聚的光线经过目镜后，变成平行光发散射出，视觉上呈正立的像。如此，我们就会感觉物体被拉近了（如上图所示）。

　　这是因为凹透镜中间薄、边缘厚，可以将它看成由两个相对的三棱镜组成的整体。当光线穿过凹透镜时，会在其前后表面都发生折射，因此凹透镜对光线有发散作用。

实验升级

　　如果改用凸透镜作为目镜，会发生什么变化？

　　（责任编辑 / 高琳　美术编辑 / 周游）

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