4.5 《望远镜与显微镜》 学案 2023-2024学年苏科版八年级上册物理

4.5 《望远镜与显微镜》 学案 学习目标: 1. 能说出望远镜和显微镜的主要组成和基本原理. 2. 初步了解望远镜和显微镜的发展历程及其在人类探索宇宙奥秘中的最大作用. 学习过程: 知识梳理 一、望远镜与显微镜 1.用途: ⑴用望远镜能够观察很远的物体或遥远的天体,不能用望远镜直接观察太阳或其他强光源,伽利略长期用望远镜直接观察太阳,没有采取保护措施,晚年双目失明; ⑵用显微镜可以观察微生物、细胞、金属的结构等人眼无法直接看见的物体. 2.组成: ⑴通常的望远镜和显微镜由两个透镜组成;靠近眼睛的透镜叫目镜,靠近被观察物体的透镜叫物镜. ⑵伽利略望远镜目镜为凹透镜,物镜是凸透镜,远处的物体变近变大了.伽利略用自制的望远镜观察天体,用确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”. ⑶开普勒望远镜的目镜物镜都是凸透镜,目镜焦距较小,物镜焦距较大,视野较广,适合观察行星、月球. ⑷显微镜的目镜物镜都是凸透镜,目镜焦距较大,物镜焦距较小. 3.原理: ⑴开普勒望远镜成像原理:从远处射到物镜的光线近似平行光线,经物镜折射后,在焦点外侧很近的地方成倒立、缩小的实像(相当于照相机),此像在目镜的焦点之内,再经目镜成正立、放大的虚像(相当于放大镜); ⑵显微镜成像原理:被观察物体经过物镜后成一个倒立、放大的实像(相当于投影仪),这个像在目镜的焦距内,又经目镜成正立、放大的虚像(相当于放大镜). 4.适用透镜成像公式:1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(透镜焦距),了解即可. 【例1】 如果你想仔细观察一片树叶的内部结构,最好使用( ). A. 平面镜 B. 凹透镜 C. 放大镜 D. 显微镜 精析:本题中观察树叶内部结构,平面镜成等大的像,凹透镜成一缩小的虚像,不合要求,放大镜虽有放大作用,但效果不明显,选用显微镜,才能清晰地观察树叶的内部结构. 解答:D 【例2】 生物课上常用的显微镜能对微小的物体进行高倍放大,它利用两个焦距不同的凸透镜分别作为物镜和目镜,则物镜和目镜对被观察物体所成的像是( ). A. 物镜成倒立、放大的实像,并且物距在一倍焦距和二倍焦距之间 B. 物镜和目镜都成实像,物镜焦距小于目镜的焦距 C. 物镜和目镜都成虚像,对于物镜来说,f<u<2f,对于目镜来说,u<f D. 目镜成正立、放大的虚像,物距大于二倍焦距 精析:根据显微镜的结构可知:物镜焦距短,目镜焦距长.由显微镜成像原理可知:物镜相当于一个投影仪,对物镜来说当物距大于一倍焦距、小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像.目镜相当于一个放大镜,成正立、放大的虚像.物镜所成实像相对于目镜来说相当于物体,此物体(物镜所成实像)必须在目镜的焦点以内. 解答:A 二、望远镜和显微镜的异同 1.相同点:看到的都是放大的虚像. 2.望远镜: 望远镜有两种基本类型:伽利略望远镜和开普勒望远镜. ⑴伽利略望远镜 ①构造:目镜为凹透镜,物镜是焦距较大的凸透镜. ②光路图: ③伽利略成像原理:一次成像:倒立、缩小、虚像;二次成像:“倒立”、放大、虚像.最终看到的是:正立放大的虚像. ④物镜的后焦点、目镜的后焦点重合,远处物体射来的光线,经物镜会聚后,在尚未成像之前,遇到凹透镜使光线发散,这些发散光线的反向延长线的交点处形成正立放大的虚像. ⑵开普勒望远镜 ①构造:都是凸透镜,目镜焦距较小、物镜焦距较大,物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大. ②光路图: ③开普勒成像原理:一次成像:倒立、缩小、实像;二次成像:“正立”、放大、虚像.最终看到的是:倒立放大的虚像. ④提醒:物镜的后焦点、目镜的前焦点重合,物镜成像恰在目镜一倍焦距内;物镜看物两倍外,目镜看物(一次成的像)一倍内. 3.显微镜: ⑴构造:都是凸透镜,目镜焦距较大、物镜焦距较小,物镜焦距较短,物