第三章 跨学科实践 自制天文望远镜观察月球（课件）-【上好课】2024-2025学年八年级物理上册同步精品课堂（苏科版2024）

苏科版 八年级上册 第三章 光的折射 透镜 跨学科实践 自制天文望远镜观察月球 仰望星空，我们不禁浮想联翩。天文望远镜的发明和应用为人类揭开宇宙的神秘面纱提供了可能。利用我们所学的知识， 设计并制作一架简易的天文望远镜，观察月球或木星、土星等， 相信一定会非常有趣！ 情景引入 01 02 03 04 05 CONTENTS 自制天文望远镜观察月球 跨学科中考方向预测题 PART ONE 自制天文望远镜观察月球 一、自制天文望远镜 取两个焦距不同的凸透镜，以焦距较大的为物镜、焦距较小的为目镜。通过两个凸透镜观察较远的物体，同时试着调节透镜之间的距离，直到看清楚为止，如图 3-49 所示。你看到的像有什么特点？ 任务要求 两个刚好可以套在一起的圆筒，分别把物镜和目镜固定在两个圆筒的一端，如图 3-50 所示。再利用光的直线传播原理，制作一个辅助寻找待观测星球的寻星装置，装在望远镜套筒上，如图 3-51 所示。将望远镜固定在三脚架上。观察时，首先通过寻星镜找到目标星球，再通过望远镜进行观察。 望远镜的 放大倍率 = —————— f物 f目 注：为了让成像质量好一些，其放大倍率 不宜过大，取放大倍率为2~3倍即可。 f物是物镜的焦距， f目是目镜的焦距。 步骤1：确定望远镜的放大倍率 设计简易望远镜 步骤2：选择物镜和目镜 望远镜的目镜和物镜可以选择放大镜的镜片，也可以使用老花镜的镜片。利用所学知识测出凸透镜的焦距，并根据放大倍率的要求，选择合适的凸透镜分别作为目镜和物镜。 步骤3：设计镜筒 镜筒可以设计成两段，让物镜的镜筒比目镜的镜筒粗一些。观察最远处的物体时，两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距之和；观察较近处的物体时，两块凸透镜间的距离要稍大一些。 制作及调试望远镜 尝试使用凸透镜、瓦楞纸、剪刀、胶带等材料，通过小组合作，自制一个望远镜，实现望远功能。 ①如图所示，分别用瓦楞纸包裹物镜、目镜，制作镜筒。 ②根据测算的最佳距离，确定镜筒的长度范围。裁出凹槽，作为目镜和物镜前后调节的轨道。 ③将两个镜筒嵌套在一起。根据需要，调整目镜镜筒的粗细，以便实现共轴调节。 目镜 物镜 自制望远镜 二、用天文望远镜观察月球 1. 用裸眼直接观察月球。 选择周围没有灯光干扰的环境，可以在多个夜晚的多个时段进行观察，了解月球上升和下落，以及月相的变化情况。 2. 用自制的天文望远镜观察月球或其他星球。 以观察月球为例，调节天文望远镜直至通过它能清晰地看到月球表 面的细节。多时段连续观察并描述月相。用自制的天文望远镜观察月球 的重点在于发现肉眼看不清楚的细节之处。 查阅资料，结合观察的结果，了解月球概况、我国古人对月相的记 载、中国探月工程等。 1. 展示自制的天文望远镜，说明制作过程与关键步骤。 2. 撰写观察报告，介绍相关背景资料，观察记录的月球或其他星球 的信息（图 3-52）， 以及基于观察提出的问题和进一步探究的设想等。 3. 对自制望远镜结构设计的合理性、外观和工艺水平、观察效果等 进行评价。同学之间进行讨论和交流， 对望远镜的设计和制作提出改进 意见。 4. 对观察报告的科学性、规范性和问题与探究的价值等进行评价。 交流与评价 1.裸眼直接观察月球 月球上升和下落 0 月相变化情况: 0 2.用自制的天文望远镜观察月球或其他星球 0 “科学世界” 战国时期的文献中记载：“斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。”这说明人们很早就发现了北斗七星一年中的周回运转在昭示四季、节气变迁方面的重要作用。 1609年，伽利略用自制的望远镜观察天体（图5.5-7），以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。 天文望远镜的发展 伽利略制造的天文望远镜都是折射望远镜，其物镜是凸透镜，目镜是凹透镜。 玻璃对不同颜色的光具有不同的折射能力，这叫做色散。 红光的折射最少，它通过凸透镜后，聚焦在离透镜比较远的地方；橙、黄、绿、蓝、靛、紫光则依次聚焦在离透镜越来越近的地方- 如果望远镜调节得使红光的聚焦最好，那么在红光的焦点处，其他颜色的光已经越过了各自的焦点，物像周围就会出现一道稍带蓝色的环边；如果望远镜对紫光聚焦良好，那么在到达紫光的焦点时，其余颜色的光尚未到达各自的焦点，于是物像四周就形成一个稍带橙色的环- 这种色环使观测目标显得模糊了- 伽利略不明白这种“色差”的起因，当时也无法消除它。 18 世 纪 的 英 国 律 师 兼 数 学 家 霍 尔（ Chester Moor Hall）首先想到了这一点，他发现火石玻璃的色散显著地超过冕牌玻璃，便用冕牌玻璃做凸透镜，用火石 玻璃做凹透镜，并且把两块透镜 设计得正好能够密合在一起。 这 种复合透镜能够像一个凸透镜那 样使光线聚焦，同时又在很大程 度上消除了色差。 中国探月工程初期规划为绕、落、回三期。绕 ：2004～2007年（一期）研制和发射首颗月球探测卫星，实施绕月探测。落：2013年前后（二期）进行首次月球软着陆和自动巡视勘测。回：2020年前（三期）进行首次月球样品自动取样返回探测 。后期启动的中国探月工程四期，实现月球背面软着陆及采样返回，规划构建月球科研站基本型，开展月球环境探测等任务. 2004年，中国正式开展月球探测工程，从2007年10月24日嫦娥一号成功发射开始，嫦娥二号 、嫦娥三号 、嫦娥四号发射运行 ，2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带月球样品返回地球，为探月工程“绕、落、回”收官 。2024年6月25日嫦娥六号发射并采样返回 ，工程有序推进实施。中国计划在2030年前实现中国人首次登陆月球 。 中国探月工程 PART TWO 跨学科中考方向预测题 1．如图所示，望远镜的物镜的直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样做的目的是(　　) A．这样可以会聚更多的光，使得所成的像更明亮 B．这样可以扩大视角，使我们看到更广阔的宇宙 C．这样做既美观又有气势 D．这样做可以使物镜焦距更长，从而使人看得更远 A 2．用普通望远镜观察远处的物体时，突然有一只小飞虫飞到了物镜上，则视野中(　　) A．出现了一只大飞虫 B．不会出现飞虫或黑点 C．出现了一个大黑点 D．出现了一只小飞虫 B 3．如图是2023年9月29日夜空出现的“超级月亮”.下列对“超级月亮”的解释，你认为比较合理的是(　　) A．月亮本身变大了 B．月亮距离我们很近时，视角变大了 C．月亮距离我们很远时，视角变小了 D．月亮变大且距离我们很近 4．望远镜能使________的物体在近处成像，通过_________(选填“增大”或“缩小”)被观察物体的视角，帮助人们用肉眼看清物体. B 远处 增大 5．如图是简易天文望远镜的内部结构，远处的物体经过物镜成一个倒立、缩小的实像，落在目镜______倍焦距以内的位置；这个实像经过目镜成一个正立、______的虚像.如果你想制作简易天文望远镜，没有现成的透镜，可以选用合适的________(选填“近视”或“远视”)镜片来代替. 一 放大 远视 6．小明用两个凸透镜自制了一个望远镜，其中物镜的焦距约为20 cm，直径约为5 cm，目镜的焦距约为10 cm，直径约为4 cm，则他制作的望远镜放大倍率为___倍；若他想增大望远镜的放大倍率，应重新选择一个焦距更大的_________(选填“目镜”或“物镜”). 2 物镜 7．如图是自制水滴显微镜并探究它的工作原理的实验.如图甲所示，在白屏上画一个箭头，放在透明磁带盒的下方，在磁带盒的上表面滴一滴水，小水滴可看作一个焦距很小的______透镜.如图乙所示，制作一个显微镜，图中标出的凸透镜的作用与_________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的作用类似. 甲 乙 凸 放大镜 课堂小结 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$