5.3 生活中的透镜 教学设计 2026-2027学年物理北师大版八年级上册

该初中物理教学设计聚焦凸透镜成像规律在生活中的应用，围绕放大镜、投影仪、照相机、显微镜、望远镜五种仪器展开。通过复习凸透镜成像口诀导入，建立规律与仪器的对应关系，搭建从抽象规律到具体应用的学习支架。 此资料以核心素养为导向，通过动手实验（如放大镜观察、手机拍照验证）培养科学探究能力，用对比表、数轴标注整合知识培养科学思维，联系生活实例增强物理观念。助力学生理解规律应用，教师教学目标明确，提升课堂效率。

5.3 生活中的透镜 教案 课题：5.3 生活中的透镜 课程类型：规律应用课 课时：1课时 教材分析：本节是凸透镜成像规律在生活中的应用课，在上一节课学生通过实验探究掌握了凸透镜成像的五种情况之后，本节将规律落地到五种常见光学仪器——放大镜、幻灯机/投影仪、照相机、显微镜、望远镜。五种仪器各有不同的物距条件和成像特点——恰好覆盖了上节课探究的全部五种成像情况。本节既是对成像规律的复习巩固，也是“从物理走向社会”的体现——让学生认识到课本上的物理规律如何在生活中被广泛应用。 学情分析：学生刚刚学完凸透镜成像规律，对五种成像情况有初步记忆——但多数学生还停留在“背表格、背口诀”的阶段，距离灵活应用还有差距。将五种光学仪器与五种物距区间一一对应——是帮助学生把抽象规律转化为具体认知的关键桥梁。学生对本节内容普遍感兴趣——因为这些光学仪器在生活中随处可见——容易激发学习热情。但显微镜和望远镜涉及两次成像（物镜+目镜），学生容易混淆，是本节的难点。 教学目标：1. 物理观念：知道放大镜、幻灯机/投影仪、照相机、显微镜、望远镜的成像原理，能将每种仪器与对应的物距区间一一对应。 2. 科学思维：通过分析五种光学仪器的工作原理，进一步理解凸透镜成像规律在具体应用中的体现；能运用成像规律解释日常生活中的光学现象。 3. 科学探究：通过观察实物或图片，归纳不同光学仪器的成像特点。 4. 科学态度与责任：感受物理学知识在生产、生活和科技方面的广泛应用，增强对物理学科的热爱。 教学重点：放大镜、幻灯机/投影仪、照相机三种基本光学仪器的成像原理及物距条件。 教学难点：显微镜和望远镜的两次成像过程——物镜成像和目镜成像的叠加理解；五种光学仪器成像特点的综合对比和区分。 　 【教学过程】 （一）创设情境，导入新课（约4分钟） [教师活动]同学们，上节课我们花了大力气探究凸透镜成像的规律——知道了五种成像情况——u>2f倒立缩小实像、u=2f倒立等大实像、f<u<2f倒立放大实像、u=f不成像、u<f正立放大虚像。口诀大家还记得吗？来，一起背——一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；实像物近像远像变大，物远像近像变小。非常好！那么这些规律有什么用呢？仅仅是为了做题吗？当然不是——今天我们就来看一看——凸透镜成像的规律如何应用在我们身边最常见的光学仪器中——放大镜、投影仪、照相机、显微镜、望远镜——五种仪器——正好对上节课的五种成像情况——你们会发现——物理规律不是只存在课本里——它就在你每天用的手机相机里、在教室里的投影仪里、在生物课上的显微镜里。 [学生活动]学生齐声背诵凸透镜成像口诀——回顾五种成像情况——带着“规律如何应用”的疑问进入新课——观察PPT展示的各种生活中的透镜实例图片。 [知识点]本节将上节课探究的五种凸透镜成像情况与五种生活中的光学仪器一一对应——放大镜（u<f）、幻灯机/投影仪（f<u<2f）、照相机（u>2f）、显微镜（物镜f<u<2f+目镜u<f）、望远镜（物镜u>2f+目镜u<f）。从规律走向应用。 [设计意图]导入设计用“复习口诀→引出应用”的逻辑——不是简单翻到新课页面——而是在学生刚学完规律、口诀正热的时候——趁热打铁将规律落地。五种仪器对上五种成像情况——这种结构化的对应关系让学生在进入新课时就建立起清晰的认知框架——整节课就是逐一解锁这五个对应关系——目标明确、路径清晰。 [设计意图]导入环节还有一个隐藏的教学价值——通过让学生齐背口诀——检测上节课的学习效果。如果学生背不下来或者背错了——说明上节课的规律掌握不牢——本节应用课就会有问题——应该花2-3分钟快速复习五种成像情况的关键数据——特别是三个物距区间和对应的像的大小关系——确保每个学生都带着正确的规律记忆进入应用环节——否则“规律没弄懂就讲应用”是白费功夫。 [教师活动]我们这节课的学习目标有两个——第一，了解放大镜、幻灯机/投影仪、照相机、显微镜、望远镜这五种光学仪器的成像原理。第二，通过对这些光学仪器的介绍，认识到物理学知识在生产、生活和科技方面的应用，增强对物理的热爱。好，我们进入第一个知识点——放大镜。 [学生活动]学生阅读学习目标——明确本节课要学习的五种光学仪器——回顾每种可能对应的物距区间。 [设计意图]将五种仪器在学习目标中一次性亮出——学生心里就有了一张“仪器清单”——每学完一种就在心里打个勾——这种“清单式”的教学结构有助于学生把握学习进度——避免学到显微镜时已经忘了前面学过什么。 （二）知识点一：放大镜（约6分钟） [教师活动]第一个仪器——放大镜。大家都有放大镜吧？它是一个什么样的透镜？对——凸透镜——实际上就是一个短焦距的凸透镜。现在请大家拿出放大镜——对着课本上的字——靠近来看——调整放大镜到字的距离——观察有什么现象？注意——你用放大镜看到的字——是正立还是倒立？是放大还是缩小？能在光屏上承接吗？ [学生活动]学生动手用放大镜观察课本上的字——发现字被放大了——正立——用光屏尝试承接发现不能——判断是虚像。改变放大镜到字的距离——发现距离太远就看不到放大的效果了。 [学生活动]学生继续实验——当放大镜距离课本超过一定距离时——字反而变成倒立缩小的实像——验证了凸透镜在不同物距下的多种成像情况——同一个凸透镜——物距不同——成像性质完全不同——这为本节的“同一种透镜在不同仪器中有不同的物距条件”做了铺垫。 [知识点]放大镜的原理——凸透镜（短焦距），当物距u<f时成正立、放大的虚像。像距v>u，像与物位于凸透镜的同侧。 [知识点]注意——同一个凸透镜——改变物距可以成不同的像。u<f时作为“放大镜”成正立放大虚像——u>f时成倒立实像——但“放大镜”这个称呼仅指u<f的正立放大虚像使用方式。 [教师活动]好，大家停一下。刚才用放大镜看书上的字——看到了什么？正立的、放大的字。能在光屏上承接吗？不能——这说明什么？说明是虚像！那么物距和焦距的关系是什么？——你是把放大镜靠近字来看的对吧？放大镜离字很近——字在放大镜的焦点以内——所以物距小于焦距——u小于f。这跟我们的口诀完全吻合——u<f成正立放大虚像——虚像同侧正。很好——第一个仪器已经对上了——放大镜就是凸透镜成像规律中u<f的应用。 [学生活动]学生回答观察结果——字是正立、放大的——不能用光屏承接（虚像）——放大镜离字很近（u<f）。将观察结果与上节课的口诀对照——u<f→正立放大虚像——确认放大镜对应凸透镜成像的第五种情况。 [教师活动]那放大镜除了看书——生活中还有哪些应用？谁来举例？鱼缸里的鱼看起来比实际大——为什么？因为鱼缸的弧面相当于一个放大镜——把鱼放大了。窗户玻璃上的水滴——圆形的——也相当于一个凸透镜——会把后面的物体放大。还有——爷爷奶奶戴的老花镜——拿起来对着字看——也是放大镜的效果。这些生活中的例子告诉我们——凸透镜的放大作用无处不在——只要满足一个条件——物体在焦点以内——你就能看到放大的虚像。 [学生活动]学生举生活中的放大镜实例——鱼缸放大鱼、水滴放大物体、老花镜放大文字——理解放大镜原理在生活中的广泛应用。 [知识点]生活中的放大镜实例——①鱼缸弧面相当于放大镜，看到的鱼比实际大；②水滴形成半圆形，相当于放大镜，把后面的物体放大；③老花镜（凸透镜）也可以当放大镜使用，成正立放大的虚像。 [设计意图]放大镜的教学思路——先让学生自己动手观察→再归纳成像特点→最后对上节课的口诀一一验证。这样学生不是被动接收“放大镜就是u<f”这个结论——而是通过自己的观察和推理得出来的。生活中的放大镜实例由学生自己举例——锻炼了“在生活现象中发现物理原理”的意识和能力。 [过渡语]放大镜是把物体放在焦点以内——成的是虚像——眼睛直接看。那如果我要把图像打在屏幕上——让全班同学都能看到——虚像就做不到了——因为虚像不能用光屏承接。必须成实像！那用什么仪器？——幻灯机和投影仪——它们成的就是实像——打在屏幕上。 （三）知识点二：幻灯机和投影仪（约7分钟） [教师活动]大家看屏幕上的幻灯机和投影仪——它们的基本构造是什么？——有一个强光源——有一块透明幻灯片或者投影片——有一个凸透镜做的镜头——还有一个平面镜把光路转向。工作原理很简单——强光透过幻灯片——经过凸透镜折射——在远处的屏幕上形成放大的像。注意——这个像是成在屏幕上的——能被光屏承接——所以是什么像？对——实像！ [学生活动]学生观察幻灯机和投影仪的构造图——识别光源、幻灯片、镜头（凸透镜）、平面镜——理解各部件的作用——判断屏幕上的像是实像。 [知识点]幻灯机/投影仪的构造——光源→幻灯片（物体）→镜头（凸透镜）→平面镜（改变光路方向）→屏幕（实像承接处）。成的像是倒立、放大的实像。 [教师活动]那么幻灯机和投影仪对应的是凸透镜成像中的哪种情况？屏幕上的像是放大的——倒立的——实像——这跟哪一组实验数据吻合？跟u在f和2f之间——f<u<2f——成的像是什么？倒立、放大、实像——对不对？注意——投影仪的幻灯片是倒着放的——为什么？因为凸透镜成的是倒像——倒着放的幻灯片经过透镜翻转后才成正立的像——屏幕上才能看到正立的画面。这跟口诀“实像异侧倒”完全吻合——物体和像在透镜两侧——像是倒立的。 [学生活动]学生将投影仪成像特点与凸透镜成像规律对照——f<u<2f→倒立放大实像——理解幻灯片倒置的原因——因为凸透镜成倒像——倒着的物经过透镜后才成正立的像。 [知识点]幻灯机/投影仪成像原理——物距f<u<2f，成倒立、放大的实像（v>2f）。幻灯片必须倒放——因为凸透镜成倒像——倒放的幻灯片经透镜翻转后屏幕上的画面才是正立的。 [教师活动]大家看这张图——标出了物距u和像距v。比较一下——哪个大？像距v明显大于物距u——跟我们的实验结论完全一致——f<u<2f时像距v>2f——也就是说像离透镜远、物体离透镜近。那如果我们想让屏幕上的像变得更大——应该怎么调整？ [学生活动]学生读图辨认物距u和像距v——发现像距大于物距——思考“如何让像变得更大”——根据口诀“物近像远像变大”——物体靠近透镜（减小u）、同时屏幕远离透镜（增大v）——像更大。 [知识点]放映时物距u和像距v的关系——f<u<2f时v>2f，像距大于物距。让屏幕上的像更大——将幻灯机移到离屏幕较远的地方（增大像距）、同时幻灯片靠近镜头（减小物距）——根据“物近像远像变大”。 [教师活动]还有一个问题——投影仪上方那块平面镜是干什么用的？光从透镜出来本来是要往水平方向投射的——加一块45°的平面镜——把光路反射改变方向——变成垂直向上投射到屏幕上。这样做的好处是什么？——可以在不改变投影仪位置的情况下——把像投到墙上或者天花板上——改变了光路方向但没有改变像的性质。平面镜在这里只起改变光路的作用——不参与成像。 [学生活动]学生思考平面镜的作用——改变光路方向——将水平光路变为竖直光路投射到屏幕——理解平面镜不参与成像只改变光路。 [知识点]投影仪中平面镜的作用——改变光路方向（不参与成像）。光线从镜头射出后经45°平面镜反射——将像投射到屏幕上。 [设计意图]幻灯机和投影仪的教学重点有三——一是构造认知（各部件的作用），二是成像原理与规律的对应（f<u<2f→倒立放大实像），三是动态调整（如何让像更大）。三个层次逐步递进——从“是什么”到“为什么”再到“怎么办”——符合认知规律。幻灯片倒置的原理讲清楚很重要——学生经常会忘记这一点——考试时“投影仪幻灯片应如何放置”是常考题。 [设计意图]投影仪和幻灯机教学中一个容易被忽略的细节是——学生容易把“幻灯片倒置”和“平面镜翻转”混淆。幻灯片倒置是因为凸透镜成倒像——倒放的物经透镜后才是正像。平面镜翻转的是光路方向——把水平方向的光路变成竖直方向——不改变像的正倒。这两个“倒”的原因完全不同——需要在课堂上明确区分——可以在黑板上画两个箭头——一个表示幻灯片倒置方向——一个表示光路反射方向——标注各自的原因——避免混淆。 [过渡语]投影仪的物距在f和2f之间——放大实像。那如果我想要缩小的实像呢？比如拍照的时候——人在很远的地方——要拍出一个小小的全身照——那物距应该放在什么范围？——u>2f！对——这就是照相机——我们每天用手机拍照的时候——背后运行的物理原理就是这个。 （四）知识点三：照相机（约8分钟） [教师活动]第三个仪器——照相机。大家每天用手机拍照——但你知道照相机的基本构造吗？我们来看——主要构造有五部分——镜头、快门、光圈、调焦环、胶片（或者CCD感光元件）。镜头——由一组透镜组成，相当于一个凸透镜，起到成像作用。快门——控制曝光时间。光圈——控制进光量的多少。调焦环——调节镜头到胶片间的距离，也就是调节像距。胶片——相当于光屏，涂有感光材料——或者数码相机里的CCD——把光信号转为电信号记录下来。 [学生活动]学生认知照相机的五个主要部件——镜头（凸透镜）、快门、光圈、调焦环、胶片/CCD——理解每个部件的作用——在笔记本上画简图标注各部件位置。 [知识点]照相机的主要构造——①镜头：一组透镜，相当于凸透镜，起成像作用；②快门：控制曝光时间；③光圈：控制进光量多少；④调焦环：调节镜头到胶片的距离（调像距）；⑤胶片/CCD：相当于光屏，记录像的信息。 [教师活动]那么照相机成像的原理是什么？大家拍照的时候——你离被拍的景物有多远？几十厘米、几米甚至几十米——远远大于镜头的焦距——所以照相机的物距u是远远大于2f的。来自物体的光经过镜头后——在什么位置成像？在胶片上——也就是说像距v大约是焦距f——在f和2f之间。成的像是什么性质？倒立、缩小、实像——对照我们的口诀——u>2f时f<v<2f——成倒立缩小实像——完全吻合！ [学生活动]学生将照相机成像特点与凸透镜成像规律对照——拍照时u>>2f→在胶片上成倒立缩小实像——口诀“实像异侧倒”——像与物在透镜两侧。 [知识点]照相机成像原理——物距u>2f，成倒立、缩小的实像（像距f<v<2f）。来自物体的光经过镜头后在胶片上会聚成被摄物体的像。物体到镜头的距离远远大于镜头的焦距。 [教师活动]传统相机和数码相机的记录方式不同——传统相机用胶片——胶片上涂着对光敏感的物质——光在胶片上曝光后发生化学变化——物体的像被记录在胶片上。数码相机用的是一种叫CCD的感光元件——电荷耦合器件——把光信号转变为电信号——再经过处理变成数字图像——存在存储卡里。原理一样——都是凸透镜成像——区别只在于记录像的介质不同。 [学生活动]学生对比传统相机（胶片、化学变化）和数码相机（CCD、光信号转电信号）的异同——理解两种记录方式的本质区别——传统是化学过程、数码是物理+电子过程。 [知识点]照相机的信息存储——①传统相机：胶片，涂有感光材料，曝光发生化学变化记录像的信息；②数码相机：CCD（电荷耦合器件）感光元件，把光信号转为电信号，再处理为数字图像存储。 [教师活动]大家再看照相机的成像特点——我们总结了四条——第一，成倒立、缩小的实像；第二，物距大于像距；第三，像和物体在透镜两侧；第四，物体离镜头近——像变大、像离镜头远；物体离镜头远——像变小、像离镜头近。这四条跟我们的口诀完全对应——特别是第四条——物近像远像变大、物远像近像变小——在拍照时就是——走近拍——像变大——走远拍——像变小。现在的相机利用光学或电子技术——把倒立的像转变成正立的以便观察——但成像的本质还是倒立的。 [学生活动]学生记下照相机成像的四条特点——逐条与口诀对照——理解“物近像远像变大”在拍照中的应用——走近拍→像变大。理解相机显示的像是经过翻转处理的——实际成的像仍是倒立的。 [学生活动]学生用自己的手机拍照验证——将手指由近推远——观察屏幕上指尖大小的变化——验证“物近像远像变大”——再将手机横过来——手机屏幕上的正像是经过数码处理翻转的结果——凸透镜实际成的仍是倒像。 [知识点]照相机成像特点——①倒立缩小实像（u>2f）；②物距大于像距；③像与物在透镜两侧（异侧）；④物近像远像变大、物远像近像变小。相机内部将倒立像翻转——显示为正立——但本质仍是倒像。 [教师活动]最后一个照相机的重要操作——调焦。为了使远近不同的景物都能在胶片上形成清晰的像——需要旋转镜头上的调焦环——调节镜头到胶片的距离——也就是调节像距。拍摄远处景物时——物距很大——像距接近焦距——镜头往后缩——离胶片近一些——此时的像比较小。拍摄近处景物时——物距变小——像距变大——镜头往前伸——离胶片远一些——此时的像要变大一些。这就是口诀“物近像远像变大”——近处的景物物距小——需要更大的像距——镜头往前伸——成的像也更大。 [学生活动]学生理解照相机的调焦原理——拍摄远处景物→镜头后缩、像距小、像小；拍摄近处景物→镜头前伸、像距大、像大。结合口诀“物近像远像变大”理解调焦的物理本质——调焦环改变的是像距。 [知识点]照相机的调焦——旋转调焦环改变镜头到胶片的距离（像距）。拍摄远处景物：镜头后缩，像距小（接近f），像小；拍摄近处景物：镜头前伸，像距大，像大。原理：物近像远像变大。 [设计意图]调焦原理的教学有一个容易被忽略的“前概念”——很多学生以为调焦是在改变焦距。必须明确——调焦环改变的是像距（镜头到胶片的距离）——焦距是镜头本身的光学属性——固定不变。这个区分在考试中容易出现——“旋转调焦环改变的是像距而不是焦距”——可以在黑板上写一行醒目的提醒——焦距固定不变，调焦调节的是像距！ [设计意图]照相机的教学要抓住两个核心——一是构造认知（五部件的功能），二是成像规律的应用（u>2f→倒立缩小实像→物近像远像变大）。调焦原理是学生容易理解不到位的地方——很多学生搞不清调焦环到底在调什么——需要明确——调焦环调节的是镜头到胶片的距离——也就是像距——目的是让不同物距的物体都能在胶片上成清晰的像。把调焦和口诀对照起来讲——学生更容易记住。 [设计意图]照相机部分的教学建议——有条件的可以带一个单反相机到课堂上——拆下镜头让学生实际看到光圈、快门和反光镜——然后调焦让学生观察镜头的伸缩——这种实物演示比PPT图片效果好得多。如果没有实物——至少让学生用自己的手机摄像头做实验——对着远处的物体和近处的手指分别拍照——比较两次照片中物的大小——验证“物近像远像变大”——手机也是照相机——原理一样。 [过渡语]好了——前面三个仪器——放大镜（u<f虚像）、投影仪（f<u<2f放大的实像）、照相机（u>2f缩小的实像）——都是一次成像——一个凸透镜就够了。但如果我想观察细胞、细菌这些极其微小的东西——一个凸透镜的放大倍数远远不够——怎么办？用两个凸透镜！这就是显微镜——物镜和目镜组合——两次放大！ （五）知识点四：显微镜（约7分钟） [教师活动]显微镜大家生物课上用过——它的构造主要有四部分——目镜、物镜、载物台和反光镜。目镜是靠近眼睛的凸透镜——焦距比较长——它的作用相当于一个放大镜。物镜是靠近被观察物体的凸透镜——焦距比较短——它的作用相当于投影仪的镜头。载物台用来放被观察的物体——比如载玻片。反光镜用来反射光线——照亮被观察的物体——增加光的强度。好——构造清楚了——那显微镜是怎么成像的？为什么能看清楚细胞那么小的东西？ [学生活动]学生认知显微镜的四部分构造——目镜（长焦距凸透镜=放大镜）、物镜（短焦距凸透镜=投影仪）、载物台、反光镜——在笔记本上标注各部件名称和作用。 [知识点]显微镜的构造——目镜：靠近眼睛的凸透镜（焦距长，相当于放大镜）；物镜：靠近被观察物体的凸透镜（焦距短，相当于投影仪的镜头）；载物台：承载被观察的物体；反光镜：增加光的强度，照亮被观察的物体。 [教师活动]显微镜的成像过程是两次成像——大家一定要听仔细——这里容易搞混。第一次成像——物体AB放在物镜的什么位置？放在f和2f之间——跟投影仪的物距条件一样。物镜把物体成什么像？倒立、放大的实像——这个像叫A'B'——它落在了目镜的1倍焦距以内——也就是说这个实像A'B'成了目镜的“物体”。第二次成像——目镜相当于一个放大镜——把A'B'这个“物体”再一次放大——成什么像？正立、放大的虚像A''B''。经过两次放大——最终的像是——相对于原物体AB——倒立、放大的虚像！注意——最终是虚像——不能用光屏承接——只能用眼睛通过目镜看到。你从目镜里看到的细胞——就是经过两次放大的虚像。 [学生活动]学生跟随教师梳理显微镜的两次成像过程——第一次成像（物镜）：物体在f和2f之间→倒立放大实像A'B'；A'B'落在目镜的1倍焦距以内→目镜第二次成像→正立放大虚像A''B''。最终相对于原物体是倒立放大的虚像。学生在笔记本上画两次成像的光路简图。 [知识点]显微镜成像原理（两次成像）——第一次（物镜）：物体放在f<u<2f之间，成倒立、放大的实像A'B'（相当于投影仪）。第二次（目镜）：实像A'B'落在目镜1倍焦距以内（u<f），目镜成正立、放大的虚像A''B''（相当于放大镜）。最终成像：相对于原物体是倒立、放大的虚像。 [教师活动]那显微镜能把物体放大多少倍？显微镜的放大倍数等于物镜的放大倍数乘以目镜的放大倍数——两次放大的乘积。比如物镜放大10倍、目镜放大10倍——总的放大倍数就是10乘10等于100倍。一般在镜头上标有“10×”或者“40×”——就是放大倍数的意思。显微镜能做什么？观察细微的物体或者物体上的细微部分——比如植物细胞、金属结构、细菌等——这些都是肉眼看不见的——但在显微镜下一清二楚。 [学生活动]学生掌握显微镜的放大倍数计算公式——放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数——理解镜头上“n×”的含义——列举显微镜的应用实例（植物细胞、金属结构、细菌）。 [知识点]显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数。镜头上标有“n×”字样，如“5×”即放大5倍。显微镜用于观察细微的物体或物体上的细微部分——如植物细胞、金属结构、细菌等。 [设计意图]显微镜是五种仪器中最难的一个——因为涉及两次成像。讲清楚两次成像的关键是——在板书或PPT上画出两次成像的光路简图——用不同颜色的粉笔区分第一次成像（物镜、实像A'B'）和第二次成像（目镜、虚像A''B''）——并标注每次成像对应的物距条件和凸透镜成像规律。学生最容易犯的错误是——把最终成像说成“正立”——因为目镜第二次成的是正立虚像——但忽略了第一次物镜成的是倒立实像——倒立一次就倒过来了——所以最终的像是相对于原物体倒立的——这个结论要反复强调。 [过渡语]显微镜看的是近处小东西——那看远处的大东西呢？——比如月亮、星星、远处的山——我们用什么？对——望远镜。望远镜也是两次成像——但跟显微镜完全相反——先缩小再放大。 （六）知识点五：望远镜（约6分钟） [教师活动]望远镜能使很远的物体成像在眼前——就像物体被拉近了。我们以开普勒望远镜为例——它由两组透镜组成——每组透镜相当于一个凸透镜。靠近被观察物体的凸透镜——焦距比较长——叫物镜。靠近眼睛的凸透镜——焦距比较短——叫做目镜。注意——跟显微镜相反——望远镜的物镜焦距长、目镜焦距短——而显微镜是物镜焦距短、目镜焦距长。 [学生活动]学生认知望远镜（开普勒望远镜）的构造——物镜（焦距长）、目镜（焦距短）——注意与显微镜的区别（显微镜物镜焦距短、目镜焦距长）——在笔记本上标注对比。 [知识点]望远镜（开普勒望远镜）的构造——两组凸透镜。物镜：靠近被观察物体，焦距比较长，相当于照相机的镜头。目镜：靠近眼睛，焦距比较短，相当于放大镜。与显微镜相反——显微镜物镜焦距短、目镜焦距长。 [教师活动]望远镜也是两次成像——但过程跟显微镜不同。第一次成像——远处的物体离物镜非常远——物距u远大于2f——物镜相当于照相机的镜头——使远处的物体在焦点附近成什么像？倒立、缩小的实像——跟照相机一样。这个实像落在目镜的1倍焦距以内——成了目镜的“物体”。第二次成像——目镜相当于放大镜——把这个缩小的实像作为“物体”——再一次放大——成什么像？正立、放大的虚像。所以望远镜的成像过程是——先缩小、后放大。先通过物镜把远处的物体缩小成一个实像——再通过目镜把这个实像放大——最终我们看到的是一个虚像。 [学生活动]学生梳理望远镜的两次成像过程——第一次成像（物镜）：远处物体u>>2f→成倒立缩小实像（相当于照相机）→实像落在目镜1倍焦距以内。第二次成像（目镜）：实像u<f→成正立放大虚像（相当于放大镜）。最终成虚像——先缩小后放大——跟显微镜的先放大再放大相反。 [知识点]望远镜成像原理（两次成像）——第一次（物镜）：远处物体u>>2f，在焦点附近成倒立、缩小的实像（相当于照相机）。第二次（目镜）：这个实像落在目镜1倍焦距以内，目镜成正立、放大的虚像（相当于放大镜）。最终成像：虚像。成像顺序：先缩小→后放大（与显微镜相反）。 [教师活动]我们来看光路图——左侧是物镜——来自远处物体（星星、月亮）的光线几乎是平行光——经过物镜后——在焦点附近会聚成一个倒立缩小的实像。这个实像正好在目镜的焦点以内——目镜作为放大镜——把它放大成一个正立的虚像——你用眼睛透过目镜看到的就是这个虚像。还有一个有趣的知识点——伽利略是世界上第一个用望远镜观测天体并进行绘制记录的科学家——他亲手制作的望远镜由一个凸透镜和一个凹透镜组成——叫伽利略式望远镜——跟我们今天学的开普勒式望远镜（两个凸透镜）结构不一样。还有一种常用的望远镜——用两个焦距不同的凸透镜就可以自制——你们可以课后试一试——很简单——就是用两个凸透镜、一个纸筒——自己做一个简易的开普勒式望远镜——观察远处的景物——看看效果。 [学生活动]学生观看望远镜成像光路图——理解物镜成实像的位置和目镜成虚像的过程——了解伽利略式望远镜（凸透镜+凹透镜）与开普勒式望远镜（两个凸透镜）的区别——课后尝试用两个凸透镜自制简易望远镜。 [知识点]望远镜光路——物镜使远处物体在焦点附近成倒立缩小实像→实像落在目镜焦距以内→目镜放大为正立虚像。伽利略式望远镜：一个凸透镜+一个凹透镜（不同于开普勒式）。开普勒式望远镜：两个凸透镜，可自制——用两个焦距不同的凸透镜+纸筒。 [设计意图]望远镜和显微镜的对比是本节最需要强调的——两者都是两次成像——但方向和顺序完全相反。显微镜：先放大（物镜f<u<2f→放大实像）再放大（目镜放大虚像）——两次放大叠加。望远镜：先缩小（物镜u>>2f→缩小实像）再放大（目镜放大虚像）——一缩一放。这个对比如果能通过一个对比表格呈现——学生一目了然。另外——自制简易望远镜的实验可以在课堂上演示——两个不同焦距的凸透镜对准远处物体——调节间距——就能看到“拉近”的效果——比光讲理论更直观。 [过渡语]望远镜看的是远处的大东西——那如果把望远镜反过来用——会看到什么？会看到一个缩小的像——因为光路反过来了——第一次的放大镜变成了物镜——先放大再缩小——最终缩小。这个小小的反着看实验可以在课堂上让学生自己试——两个凸透镜正着看是望远镜——反着看是什么？——缩小镜！这个对比加深了对两次成像顺序的理解——也为下节课自制望远镜的实践提供了探究思路。 （七）五种光学仪器总结对比（约3分钟） [教师活动]好了——五种光学仪器都讲完了。现在我们来看一张总结对比图——把五种仪器、物距条件、成像特点和上节课的口诀全部对在一起。放大镜——u<f——正立放大虚像——口诀：u<f虚像同侧正。幻灯机和投影仪——f<u<2f——倒立放大实像——口诀：实像异侧倒、物近像远像变大。照相机——u>2f——倒立缩小实像——口诀：实像异侧倒、物远像近像变小。显微镜——先物镜成倒立放大实像（f<u<2f）、再目镜成正立放大虚像（u<f）——最终倒立放大虚像——两次放大。望远镜——先物镜成倒立缩小实像（u>>2f）、再目镜成正立放大虚像（u<f）——最终虚像——先缩小后放大。这就是我们今天学的内容——五种仪器——五条规律——全部对上上一节课的实验结论！ [学生活动]学生跟随教师一起梳理五种仪器的成像规律对照——在笔记本上画出五种仪器的对比表——列明仪器名称、物距条件、成像特点（正倒/大小/虚实）、对应的口诀——形成系统的知识网络。 五种光学仪器成像规律对比表 仪器 物距条件 成像特点 成像次数 对应口诀 放大镜 u<f 正立、放大、虚像 一次 一焦分虚实（虚像） 幻灯机/投影仪 f<u<2f 倒立、放大、实像 一次 二焦分大小（放大） 照相机 u>2f 倒立、缩小、实像 一次 二焦分大小（缩小） 显微镜 f<u<2f + u<f 倒立、放大、虚像 两次 先放大再放大 望远镜 u>>2f + u<f 虚像（先缩小后放大） 两次 先缩小后放大 [知识点]五种光学仪器成像规律对比——放大镜（u<f，正立放大虚像）；幻灯机/投影仪（f<u<2f，倒立放大实像）；照相机（u>2f，倒立缩小实像）；显微镜（物镜f<u<2f+目镜u<f，两次放大，最终倒立放大虚像）；望远镜（物镜u>>2f+目镜u<f，先缩小后放大，最终虚像）。 [设计意图]对比表呈现的另一种方式是数轴标注法——在凸透镜成像五区间图上——u<f区标注“放大镜”——f<u<2f区标注“投影仪/显微镜物镜”——u>2f区标注“照相机/望远镜物镜”——让学生在数轴上看到仪器与区间的对应关系——这种数轴标注法比表格更直观——推荐在板书上画一条焦距数轴——标注0、f、2f三个关键点——把五种仪器贴到对应区间。 [设计意图]总结对比表是本节最重要的产出——它把五种仪器、物距条件、成像特点、成像次数、对应口诀五大维度整合在一个表格里——学生对着这个表格复习——五种仪器的异同一目了然。建议要求学生在笔记本上绘制并填写完整的对比表——这是月考和期末考前最重要的复习资料之一。对比表的呈现顺序建议是——三组一次成像（放大镜、投影仪、照相机）放在前三行——两组两次成像（显微镜、望远镜）放在后两行——形成“由简单到复杂”的认知梯度。 （八）课堂练习（约5分钟） 1. 关于放大镜，下列说法错误的是（　　） A．放大镜的镜片就是一个凸透镜 B．放大镜所成的像都可以用光屏承接 C．用放大镜可以得到物体正立的虚像 D．用放大镜可以得到物体倒立的实像 [学生活动]学生分析——放大镜镜片是凸透镜（A对）——u<f时成正立虚像不能用光屏承接（B错！虚像不能光屏承接）——u<f成正立虚像（C对）——改变物距u>f时成倒立实像（D对——放大镜作为凸透镜在不同物距下可以成实像）。答案：B。 [知识点]练习题1——放大镜的镜片是凸透镜。u<f时成正立放大的虚像——虚像不能用光屏承接——B选项错误定论“都可以用光屏承接”。将放大镜远离物体至u>f时，凸透镜也可以成倒立实像——因此D选项正确。答案：B。 2. 显微镜由物镜与目镜组成，其作用分别类似于（　　） A．照相机和放大镜 B．投影仪和放大镜 C．照相机和投影仪 D．投影仪和照相机 [学生活动]学生分析——显微镜物镜：物体放在f<u<2f→成倒立放大实像——类似于投影仪。显微镜目镜：实像落在u<f→成正立放大虚像——类似于放大镜。答案：B——投影仪和放大镜。 [知识点]练习题2——显微镜物镜使物体成倒立放大实像（f<u<2f）→相当于投影仪；显微镜目镜成正立放大虚像（u<f）→相当于放大镜。答案：B。 3. 某天文爱好者为了研究“超级月亮”，架设一台天文望远镜做进一步观察，关于该望远镜，下列说法正确的是（　　） A．它的物镜和显微镜的物镜作用相同 B．它的物镜相当于放大镜，用来把像放大 C．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像 D．它由两组透镜组成，靠近眼睛的为目镜，靠近被观测物体的为物镜 [学生活动]学生逐项分析——A：望远镜物镜相当于照相机（成缩小实像），显微镜物镜相当于投影仪（成放大实像）——作用不同——A错。B：望远镜物镜成缩小实像不是放大虚像——B错。C：物镜成倒立缩小实像——不是虚像——C错。D：望远镜由两组透镜组成——目镜靠近眼睛、物镜靠近被观测物体——D对。答案：D。 [知识点]练习题3——望远镜物镜（u>>2f）相当于照相机——成倒立缩小实像——显微镜物镜（f<u<2f）相当于投影仪——成倒立放大实像——两者作用不同（A错）。物镜不成虚像也不起放大作用（B、C错）。望远镜由两组透镜组成——目镜靠近眼睛、物镜靠近被观测物体（D对）。答案：D。 [设计意图]三道练习题分别考查了三种仪器的核心考点——放大镜的虚像不能用光屏承接（题1）、显微镜两次成像中物镜和目镜的作用类比（题2）、望远镜物镜的作用及与显微镜的区分（题3）。每道题的干扰项都指向学生的常见错误——比如题1中“放大镜的像都可以用光屏承接”、题3中“望远镜物镜和显微镜物镜作用相同”——这些错误观念必须在课堂练习中彻底清除。 （九）板书设计 5.3 生活中的透镜 一、放大镜（u<f） 三、照相机（u>2f） 正立放大虚像，同侧 倒立缩小实像，异侧 二、幻灯机/投影仪（f<u<2f） 调焦：物近像远像变大 倒立放大实像，异侧 四、显微镜：两次放大 幻灯片倒放，平面镜改光路 物镜（f<u<2f）→放大实像 使像更大：物近像远 目镜（u<f）→放大虚像 五、望远镜：先缩小后放大 [设计意图]板书分左右两栏——左边是三次一次成像的仪器（放大镜、投影仪、照相机）——从上到下按照物距从小到大排列（u<f→f<u<2f→u>2f），每种仪器标注成像特点和关键操作要点。右边是两次成像的仪器（显微镜、望远镜）——显微镜两次放大、望远镜先缩小后放大。板书呈现顺序建议按教学流程分步推进——学完一个仪器写一个——最后完成整板。 　 （十）课后作业 1. 完成课本课后练习题。 2. 在笔记本上绘制五种光学仪器成像规律的完整对比表（仪器名称、物距条件、成像特点、成像次数、对应口诀五列）。 3. 用两个不同焦距的凸透镜和一个纸筒，尝试制作一个简易的开普勒式望远镜，观察远处的景物——下节课分享制作经验和观察效果。 学科网（北京）股份有限公司 $