内容正文:
第5节 跨学科实践:制作望远镜
物理
第五章 透镜及其应用
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新课标要求
学习导引
考点解读
目录
达标检测
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说明:加“ ”的是变动内容,加“ ”的是新增内容。
新课标要求
内容要求 2.3.5 了解凸透镜成像规律的应用。
活动建议:用凸透镜制作简易望远镜,用其观察远处的景物。
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学习导引
1.望远镜
(1)结构:镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个 ,靠近 的叫作目镜,靠近 的叫作物镜。
凸透镜
眼睛
被观察物体
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(2)原理:物镜相当于一个 的镜头,能成一个 、
的 像;目镜相当于一个 ,能成一个
、 的 像。
2.我们能不能看清物体, 起着重要作用;视角越 ,我们看物体就越清楚。
照相机
倒立
缩小
实
放大镜
正立
放大
虚
视角
大
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考点解读
————敲重点————
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考点一 望远镜
【例1】一般天文望远镜的目镜和物镜使用的都是 透镜,
镜的焦距较大。当被观察物体在物镜的两倍焦距以外时,物体成一个 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像,然后这个像再经过目镜 (选填“放大”或“缩小”),观察者就能看清楚远处的物体。
凸
物
缩小
实
放大
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方法点拨:
望远镜的原理
先使物体在近处成像,再扩大视角;物镜相当于照相机,成一个倒立缩小的实像,目镜相当于一个放大镜,成一个正立放大的虚像。利用增加物镜口径进行亮度调节。
光路图:
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考点二 制作望远镜
【例2】制作望远镜。
项目主题 制作望远镜
项目情境 科学家利用巨大的天文望远镜接收来自遥远星系的信息。通过分析这些信息,人们对宇宙了解得越来越深人了。请你根据透镜成像的知识,利用两个焦距不同的凸透镜制作一个简易单简望远镜观察校园内远处的物体。
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项目主题 制作望远镜
活动任务一 了解望远镜的成像原理
驱动性问题1 你能利用两个焦距不同的放大镜模拟望远镜,并解释望远镜的成像原理吗?
如图所示为双凸单简望远镜的成像原理,其中靠近被观测物体的
(选填“甲”或“乙”)为物镜,物体经物镜成 (选填“正立”或“倒立”)、 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“虚”或“实”)像。 (选填“甲”或“乙”)为目镜,它能将物镜所成的像进行放大,放大后即图中的 A"B" (用图中字母表示),为 (填“虚”或“实”)像。
乙
倒立
缩小
实
甲
虚
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项目主题 制作望远镜
活动任务二 制作简易单简望远镜
驱动性问题2 2.1确定望远镜的放大倍率
已知简易望远镜的放大倍率=,其中f物为物镜的焦距,f物为目镜的焦距。若此次制作的望远镜的放大倍率为3 ,手边有一个焦距为10 cm的凸透镜作为目镜,则还需购买一个焦距为
cm的凸透镜作为物镜。
2.2选择目镜与物镜
为了增大进光量,使成像更清晰:
①选择直径较 (选填“大”或“小”)的凸透镜作为物镜;
②选择焦距较 (选填“短”或“长”)的凸透镜作为目镜。
2.3制作简易单简望远镜
如图所示,根据所选凸透镜的直径,利用数学知识计算相关尺寸,选择瓦楞纸、PVC管等作为镜简进行组装。
30
大
短
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活动任务三 用自制单简望远镜观察校园内远处的物体
一只手握住物镜镜简保持不动,另一只手不断调整目镜镜简的位置,直到在望远镜中看到校园内远处物体清晰的像为止。此时远处物体通过自制望远镜成的是 (选填“正立”或“倒立”)、 (选填“放大”或“缩小”)的像。
反思问题 3.1如何观察到正立的像?
我们通过两个焦距不同的凸透镜自制的望远镜看到的校园景象是倒立的,结合本章所学知识,请你给出一种解决方案使能看到正立的像: 。
倒立
放大
将目镜改为凹透镜(合理即可)
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拓展问题 3.2望远镜是如何将远处的物体在“眼睛”中放大的?
目镜成的放大的像并没有比远处真实的物体大,但人眼能通过望远镜看清远处的物体,因为望远镜所成的像在人眼中所占的视角比较 (选填“大”或“小”)。
如图所示,请利用视角的知识解郫等宽的林荫小道远处君起来比较窄的原因: 。
大
物体的大小一定时,距离近的物体视角大
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考点三 探索宇宙
【例3】在人类探索宇宙的历程中,经典力学和实验物理学的先驱 率先使用望远镜观察天体;天体间相距遥远,天文学中常用 作为长度单位。
伽利略
光年
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方法点拨:
天文学中常采用“光年”作为长度单位,1光年表示光在真空中传播1年通过的距离。
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1.关于望远镜,下列说法正确的是( )
A.它的物镜是凸透镜,目镜是凹透镜
B.它的目镜能用来矫正近视眼
C.它的物镜的作用是使远处的物体在近处成像
D.夜晚用望远镜观察星空,能看到天体(行星)被放大的像
达标检测
C
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2.用由两组凸透镜组成的望远镜观察物体时,物体经过物镜所成的是( )
A.倒立、放大的实像
B.正立、放大的虚像
C.倒立、缩小的实像
D.正立、放大的实像
C
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3.项目学习小组在“自制望远镜”活动中选择了两块透镜,将其中一块透镜正对太阳光,观察到地面上出现了明亮的光斑,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.该透镜是凹透镜
B.该透镜对光具有发散作用
C.该透镜可用来制作望远镜的物镜
D.可以使用这种透镜来矫正近视眼
C
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4.制作望远镜。
材料:准备两个 镜,一个焦距比另一个稍大一些,两个与透镜尺寸差不多大小的硬纸筒,大纸筒可套进小纸筒。纸筒也可自己制作。
制作:将焦距较大的透镜作为 镜,
较小的作为 镜,分别将它们固定在
大小两个纸筒中,如图甲所示。
使用:将物镜对准远处的物体,不断推拉小纸筒,直到看到清楚放大的像为止。
凸透
物
目
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原理:如图乙所示,从远处物体射到物镜上的光线是平行的,经物镜后,在焦点外距焦点很近的地方,得到物体的 立、 (填“放大”“缩小”或“等大”)的 像。目镜的前焦点和物镜的后焦点是重合在一起的,所以像位于目镜和它的焦点之间离焦点很近的地方,像对于目镜来说是物体,它对于目镜所成的像是______
(填“放大”“缩小”或“等大”)的 像。这样,当我们对着目镜进行观察的时候,进入眼睛的光线就好像是直接从这个像射来的。
倒
缩小
实
放大
虚
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5.如图所示表示一种光学仪器的原理,图中L1是物镜,L2是目镜。这种仪器是 (选填“望远镜”或“显微镜”),目镜的作用相当于 (选填“放大镜”或“投影仪”)。
望远镜
放大镜
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6.如图所示为一种望远镜内部部分光路图,物镜和目镜都是凸透镜,O1为物镜光心,F1为物镜焦点,O2为目镜的光心,F2为目镜焦点。
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(1)物体AB通过物镜成一个 (选填“正立”或“倒立”)、
(选填“放大”或“缩小”)的像;此时物镜的成像原理与
(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理相同。
(2)通过该望远镜观测物体AB时,会看到一个箭头向 (选填“上”或“下”) (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像。
倒立
缩小
照相机
下
缩小
虚
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