师：上课。
生：起立。老师好！
师：同学们好，请坐。非常高兴有机会和同学们一起展开今天的内容。“四方上下曰宇，往古来今曰宙”，这是《淮南子》中的表述，所以时空是宇宙的完美结合。望远镜在人类认识宇宙的过程中贡献巨大。今天，我们就借助望远镜，一同去了解那星河璀璨、广袤而神秘的宇宙。宇宙空间浩渺无尽，星系宽广神秘，人类在星空中有着怎样的探索？人类的智慧又如何推动对星空的探索？“天眼”望远镜是人类观测宇宙的重要工具，它分为光学、射电、X射线等类型，口径越大，收集信号的能力越强。自发明天文望远镜的数百年间，人类竭尽全力制造更大口径的光学天文望远镜。那么，望远镜的原理究竟是怎样的？我们能否自己设计并制造一个望远镜？带着这些问题，我们进入今天的物理课堂。
首先，来看今天的学习目标：
了解望远镜的基本结构。
知道望远镜物镜和目镜的成像原理。
运用透镜成像知识，设计制作简易望远镜，并进行调试及改进。
望远镜不仅是探索太空的工具，更是人类智慧与科学探索精神的象征。从伽利略制作第一台望远镜观察月球，到开普勒提出新型望远镜设计，再到牛顿对反射式望远镜的改进，直至哈勃太空望远镜的发射，每一次望远镜技术的革新，都极大地推动了人类对宇宙认知的边界拓展。
温故而知新，学以致用。在学习望远镜之前，我们先复习之前学过的潜望镜知识，通过知识迁移来学习望远镜的制作。同学们请看上面三幅图，回答潜望镜的基本原理、基本功能以及基本结构是怎样的？
生：通过两块平行且与镜筒轴线成45度的平面镜，经过两次反射光线进入眼睛，成正立等大的虚像，这是它的基本原理。
师：很好，继续。
生：基本功能分两类，一个是观察，观察潜艇上方的目标；另一个是测距，测量潜艇与观察目标间的距离。基本结构有反射镜和管体，反射镜将光线反射到观察者的眼睛，管体保护内部的光学元件，保持光路路径的直线性。
师：非常好，请坐。老师这里有一个潜望镜，哪位同学帮我观察一下，我手在这里，你能从下方的镜子里看到我的手吗？
生：可以。
师：好，同学们课下可以看一下显微镜，了解它的原理。接下来，根据潜望镜知识的巩固，我们做一个体验活动。在同学们的桌面上，有两个焦距不同的凸透镜。首先，将焦距较大的透镜放在眼前，将焦距较小的透镜远离眼睛，靠近远处的物体，调整两个透镜之间的距离，直到看到一个清晰的像为止。明白吗？
生：明白。
师：第二个操作，将两个透镜的位置交换，把焦距较小的透镜放在眼睛前面，焦距较大的透镜远离眼睛靠近远处物体，调整间距，直到看到清晰的像为止。可以吗？
生：可以。
师：这两次操作的目的是回答两种情况下成像有什么区别。明确了吧？好，拿起手中的透镜，进行这两次操作，得出结论，然后小组汇报。
同学们都操作完了，那么结论是什么呢？
生：将焦距较大的放大镜放在眼前，焦距较小的放大镜放在前面观察远处的物体，通过对比，相对于肉眼看到的景象，建筑物变小了，并且呈倒立像。把两个放大镜位置前后对调，再通过两个透镜看远处的建筑物，相对于肉眼看到的景象，建筑物被放大了，并且呈倒立像。
师：和你的结论一样吗？
生：一样。
师：非常好。同学们回答下面的问题，通过这两个透镜，远处物体成怎样的像？
生：倒立的像。
师：很好，倒立缩小的像。那么，如果想要通过这两个透镜将远处物体放大，这两个透镜应该怎样放置呢？
生：小透镜放在眼前，要得到放大的像，焦距较小的靠近眼睛，焦距较大的靠近物体。
师：非常棒。下面我们研究由两组凸透镜构成的开普勒望远镜的构造。为便于理解，我们把每一组透镜简化为一个凸透镜。根据刚才复习的潜望镜，靠近眼睛的凸透镜焦距相对较短，我们把它叫做目镜；靠近被观测物体的焦距较长，把它叫做物镜。
下面，我们通过潜望镜的基本光路图来了解望远镜的基本结构。先看潜望镜的成像情况，物体AB经第一面平面镜O?P?，光线反射至第二面平面镜O?P?，然后经过第二次反射到达人的眼睛，所以人眼看到了物体的像。这是它的成像光路图。再看成像情况，AB经平面镜O?P?第一次成像在位置A?B?处，平面镜成像的原理是什么？
生：物体和像关于平面镜对称。
师：对，物体和像关于平面镜对称。第一次成像A?B?，第二次关于平面镜O?P?对称到哪里了？对的。这就是潜望镜成像的情况。回答第二个问题，像到眼睛的距离如何确定？
生：可以把这个距离看成是经第二个平面镜反射进入人眼的这一段，根据平面镜成像的对称性，之前的两段分别对应第一次反射光线和入射光线的长度。所以成像到眼睛的距离可以等效为潜望镜内部的光线长度，取决于镜筒的长度。