第五章 第5节 跨学科实践：制作望远镜（讲解课件）-【优翼·学练优】2025-2026学年八年级物理上册同步备课（人教版2024）

跨学科实践： 制作望远镜 第5节 第五章 透镜及其应用 活动1：1.先用一个凸透镜观察提前写好的小字，得到放大的像，注意成像情况。2.再用另一个凸透镜观察上面看到的像，进一步得到清晰放大的像，注意成像情况。 成倒立、放大、的实像 成正立、放大、的虚像 观察与思考 衔接：那么，接下来我们来动手做个小实验。将两个凸透镜结合起来，让它们根据刚才所说的两种原理，得到更加放大的清晰的像。注意调整放大镜的位置。（短焦距物镜，长焦距目镜） 结合两者的时候，我们应该先让凸透镜发挥什么功能（投影仪）？（实像才有实际光线让我们进一步用放大镜观察）。 活动2：1.先用一个凸透镜观察远处的物体，注意成像情况。2.再用另一个凸透镜观察前面所成的像，注意成像情况。3.调换两个透镜的位置，你有什么发现？ 成倒立、缩小、的实像 成正立、放大、的虚像 观察与思考 衔接：在实际的生活中，我们很多时候很难靠近物体去观察，那么我们该怎么办呢？ 我们再来进行一个小实验，你能用两个凸透镜观察到远处较小的物体吗？老师在黑板上面画了一个小箭头，大家动手试试看……。（长焦距物镜、短焦距目镜） 望远镜的基本原理 刚才活动中的光路图 这个也是常见单筒望远镜的基本原理图 衔接：我们来画一下望远镜观察到物体的光路图，望远镜观察的是远处的物体，物体所处的位置应该在2倍焦距之外…… 特点：倒立，放大的虚像。 望远镜的基本原理 伽利略望远镜和开普勒望远镜 衔接：我们来画一下望远镜观察到物体的光路图，望远镜观察的是远处的物体，物体所处的位置应该在2倍焦距之外…… 特点：倒立，放大的虚像。 物镜 目镜 F1 F2 F1 1 F2 望远镜的基本原理 思考：物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，根据前面探究的结果，这样所成的像是缩小的，为什么使用望远镜观察物体时会感到放大了呢？ 衔接：我们来画一下望远镜观察到物体的光路图，望远镜观察的是远处的物体，物体所处的位置应该在2倍焦距之外…… 特点：倒立，放大的虚像。 思考：位于图中的位置，两个物体谁看起来会大一些呢？ 2 1 视角：从眼睛的光心向观察物体的两端所引的两条直线的夹角。 物体对眼睛所成的视角越大，它在视网膜上所成的像就越大，观察起来越清晰。 望远镜的基本原理 衔接：继续思考这样一个问题，如果一个比较小的物体隔得近，一个比较大的物体隔得比较远，那我们看起来谁会更大一点呢？（提示学生画出小人看到物体的光路图）……，画完图之后我们再标上角度，这个角度叫做视角。……我们能不能看清一个物体，它对我们眼睛所成的视角十分重要。…… （角1大于角2，应该是右边的物体会看起来大一些。) 望远镜的基本原理 视角及视角大小的影响因素   视角的大小与物体大小和物体到人眼的距离有关。 说明：望远镜的放大倍率为f物/f目，。其中，f物是物镜的焦距，f目是目镜的焦距。 望远镜的 放大倍数 = —————— f物 f目 f物是物镜的焦距， f目是目镜的焦距。 望远镜的基本原理 使用望远镜时，我们前后拉动镜筒，调节目镜与物镜的距离，可以看到一个最大、最清晰的像。 如何准确知道成像的最佳距离？ 望远镜的基本原理 为了让成像质量好一些，其放大倍数不过大，取放大倍数为2至3倍即可。 如果要制作一个望远镜，应该选择什么样的凸透镜做物镜，什么样的凸透镜做目镜？ 1.确定望远镜倍率 望远镜的 放大倍数 = —————— f物 f目 制作望远镜 2.选择物镜和目镜 （1）焦距：根据放大倍数，选择焦距合适的两块凸透镜。 （2）直径：物镜的直径还要比目镜的直径大一些。 测量凸透镜的直径，以便于制作直径合适的镜筒。 制作望远镜 假设物体距离物镜很远，请根据凸透镜成像特点，推理并论证成像的最佳距离。 最佳成像间距约等于物镜焦距与目镜焦距之和，即f物+f目。 活动3：确定最佳成像距离 制作望远镜 通过两个凸透镜组合使用，两次成像，可以使我们看清楚远处的物体。通过光具座可以实现共轴调节。相较于手持望远镜，还有哪些不足之处？ 制作望远镜 实验步骤：①如图所示组装实验器材，调节光源、两个不同 焦距的凸透镜，使三者中心位于同一水平高度； 制作望远镜 实验步骤：②将F型光源放在 98 cm刻度线处，物镜（f =10 cm）放在20cm刻度线处，前后调节目镜（f =5cm）直至透过凸透镜看到F型光源最大、最清晰的像。记录物镜与目镜之间最佳成像距离。 制作望远镜 设计镜筒 在用望远镜对不同远近的物体进行观察时，需要调节两块凸透镜间的距离。 镜筒可以设计成两段，让物镜的镜简较目镜的镜筒粗一些，这样套在一起，便于在使用时调节。 观察最远处的物体时，两块凸透镜闼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。 制作望远镜 观察手持望远镜，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。 活动4：制作望远镜 制作望远镜 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 制作望远镜 1.把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体。 2.在观察时要通过对镜筒长度的调节，改变物镜与目镜间的距离，直到在望远镜中看到远处物体清晰的像为止。 活动5：试用与调整 制作望远镜 作品展示： 1. 自制的望远镜能否看清楚远处的物体？ 2.简要介绍如何制作的镜筒。 3. 介绍制作过程中遇到了什么困难？ 4. 该望远镜还有哪些可以改进之处？ 制作望远镜 这里制作的望远镜使用了两块凸透镜，观察到的远处物体的像是倒立的，怎样才能通过望远镜看到正立的像呢? 有两种方法： 第一种是使用两个相互垂直的平面反射装置把所成的像先上下颠倒一次，再左右颠倒一次。 第二种是物镜使用凸透镜，目镜使用凹透镜，望远镜所成的像就是正立的了。 请你利用上面的方法改进你制作的望远镜，也可以针对你发现的望远镜的其他问题，设计解决的办法，让你的望远镜更加完善。 制作望远镜 第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家伽利略。他第一个观测到木星的卫星，太阳黑子和月球上的环形山。 科学世界 衔接：接下来就请同学们自学探索宇宙部分（建议自学）…… 大航海时期的望远镜 观察敌情 观测太空 科学世界 衔接：望远镜的发明给人类带来了巨大的进步，人们用它来航海，观察敌情等、甚至后来还发明了天文望远镜观察到了遥远的太空。…… 哈勃空间望远镜 世界最大单面望远镜 射电望远镜：天眼 科学世界 我们的宇宙中拥有上千亿个星系。银河系只是这上千亿个星系中的一个。太阳只是银河系中数千亿颗恒星中的一员，地球是太阳系中的一颗普通行星 科学世界 衔接：我们的宇宙非常庞大，拥有上千亿个星系。…… 显微镜和望远镜 望远镜 视角 概念 增大视角的方法 探索宇宙 结构 目镜、物镜的作用 课堂小结 1.望远镜物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成_____像（填“虚”或“实”），这个像是_________（填“放大的”或“缩小的”），道理就像_________的镜头成像一样，目镜的作用则像一个_________用来把这个像放大。 实 缩小的 照相机 放大镜 2.物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和____________________有关系。 物体到眼睛的距离 课堂练习 3.对于天文爱好者用的望远镜，下列说法正确的是( ) A. 通过望远镜最终看到的是正立的天体的像 B. 所成的像比实际的天体小，但相对于眼睛的视角增大了，最终会感觉天体变大了 C. 最终看到的是一个实像 D. 最终所成的像比实际的天体大 B 课堂练习 $