制作简易潜望镜（课件）-高教版第三版《物理（通用类）》【上好课】

第三节 设计制作简易潜望 主题六 光现象及其应用 高教版《物理（通用类）》 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 学习目标 1. 能画出全反射棱镜潜望镜和平面镜潜望镜的连续光路，说明两种方案改变光路的原理。 2. 能按设计图和材料清单分工制作，遵守刀具、热熔胶枪和光学元件的安全规范，并按顺序诊断观察故障。 3. 能在统一条件下比较两种潜望镜的观察效果，用记录支持评价并提出结构或工艺改进。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 怎样越过障碍观察？ 教材任务：应用光的全反射和反射原理，分别设计、制作两个简易潜望镜，比较观察效果，并在验证、交流中反思改进。 问题：人站在障碍物后方，怎样利用有限的光学元件看到前方景物？两种潜望镜的光路和观察效果有哪些共同点与差异？ 回顾：全反射棱镜能使光路转过90°，平面镜遵循反射定律；在纸筒轮廓中标出观察口、目标方向和两次光路转折。 教师归纳：先完成可验证的光路设计，再按图制作；经历设计论证、安全制作、成像调试、效果比较和反思改进。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 潜望镜的任务与光路 目标：应用光的全反射和反射原理，分别设计、制作两个简易潜望镜，并比较观察效果。 原理：分别利用两个全反射棱镜和两个平面镜改变光的传播方向。 连续光路：上部元件接收目标光并使其转向下方，下部元件再把光转向观察者眼睛。 结构约束：两个元件的位置、角度和通光口必须相互对准，使光路连续且不被筒壁遮挡。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 全反射棱镜方案 原理：让光垂直进入棱镜，在斜面发生全反射；每个棱镜使光路转过90°。 要点：上下棱镜、通光口与观察口必须共同保证连续光路。 上部全反射棱镜 下部全反射棱镜 目标光 → ↓ → 观察者 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 - 光路图：依据教材实验任务和定稿教案，用可编辑原生图形重绘；教材Word无潜望镜教学原图。 [/Sources] 平面镜方案 原理：两块反射面相互平行，并分别与筒轴约成45°，由两次反射把目标光送入眼睛。 要点：镜面角度和位置必须同时满足入射光、两段反射光和观察口的对准。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 - 光路图：依据教材实验任务和定稿教案，用可编辑原生图形重绘；教材Word无潜望镜教学原图。 [/Sources] 即时练习 1.为什么简易潜望镜通常需要上下两个反射元件？ 答案：上部元件把目标光转向下方，下部元件再把光转向观察者眼睛，两次改变方向才能绕过障碍物完成观察。 解析：只用一个反射元件只能完成一次光路转折，难以同时满足高处取光和低处观察。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 即时练习 2.用两块平面镜设计直筒潜望镜时，两块镜面的合理安装关系是什么？ 答案：两块反射面相互平行，分别与筒轴约成45°，并使目标光经过两次反射后进入眼睛。 解析：角度和位置必须共同保证入射光、两段反射光以及观察口形成连续通路。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 设计图先把光路画清楚 1. 目标与开口：标明目标方向、通光口和观察口。 2. 元件：标明两块光学元件的位置、角度和安装方向。 3. 光路：画出完整传播方向，确认各段光路不被筒壁遮挡。 4. 结构：标注筒体尺寸、连接方式；制作前由同伴按完整光路互检。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 安全制作与通光检查 刀具：材料放稳，刀口远离身体和同伴。 热熔胶枪：不触碰枪口和热胶；调整前先断电并等待冷却。 光学元件：避免划伤和沾污；先裁切、试拼筒体，再固定元件。 固定前做一次通光检查，确认视线无遮挡后再封闭筒体，防止返工损伤元件。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 教材材料与制作分工 材料：2个全反射棱镜、2个平面镜、小刀、硬纸板（或薄木板等）、热熔胶枪和热熔胶等。 先独立设计，再与小组同学交流潜望镜结构，形成设计图和工具、材料清单。 小组协商分工：设计互检、材料准备、裁切试拼、元件安装、通光测试和记录评价。 按设计思路分步实施，合作完成制作；材料清单同时写明规格、数量和用途。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 即时练习 3.制作前，设计图和材料清单至少应标出或列出哪些关键信息？ 答案：设计图应标出通光口、观察口、光学元件的位置和角度、完整光路及主要尺寸；材料清单应列出元件、筒体材料、连接工具和数量。 解析：设计图解决“怎样装”，材料清单解决“用什么、用多少”，两者共同降低制作中的随意性。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 即时练习 4.使用小刀和热熔胶枪时，应分别遵守哪些安全要求？ 答案：裁切时材料放稳、刀口远离身体和同伴；使用热熔胶枪时不触碰高温枪口和热胶，调整前断电并等待冷却。 解析：刀具风险来自失控滑动，高温风险来自枪口和熔胶；规范操作要同时控制方向、距离和通断电状态。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 教材验证：先看是否达到要求 用制作好的潜望镜进行观察，判断是否达到设计目的和要求。 观察是否能看全目标、图像是否清晰明亮、视野是否合适、结构是否牢固。 记录调试前后的现象与改动，不能只凭一次主观感受判断方案优劣。 若未达到要求，应分析原因并重新设计制作。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 公平比较两种潜望镜 公平条件：两种方案观察同一目标，保持目标距离、环境光和观察位置尽量相同。 观察记录：清晰度、亮度、视野范围、结构牢固程度和操作便利性。 比较方法：重复观察，据记录评价，不把材料、装配和环境差异误判为原理差异。 通常棱镜方案光能损失较小；平面镜方案材料易得、调整方便。最终结论以本组数据为准。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 按光路顺序调试 1. 检查目标与通光口是否对准。 2. 检查两元件角度和通道遮挡。 3. 检查元件固定、筒体密封和光学面清洁。 4. 每次只调整一个主要因素并重新观察。 5. 记录调整前后变化，定位真正原因。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 交流评价与反思改进 教材比较：与其他小组交流设计方案，比较观察效果和制作工艺。 教材反思：分析制作细节还可怎样改进，思考能否使用其他光学元器件。 创新设计：尝试设计通过三次反射而成像的潜望镜，先画完整光路，再安排元件和通光口。 工程闭环：用证据评价方案，按光路定位问题，把改进落实到结构、工艺和新的设计图中。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 即时练习 5.潜望镜只能看到部分目标或图像偏暗时，应优先检查哪些部位？ 答案：依次检查目标和通光口对准、两元件角度、光路是否被筒壁遮挡、元件是否松动、筒体是否漏入杂光以及光学面是否清洁。 解析：按光路从入射端到观察端逐项排查，并一次只改一个因素，才能判断故障来源。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 即时练习 6.在元件尺寸和装配质量相近时，为什么全反射棱镜潜望镜通常比普通平面镜潜望镜观察得更明亮？ 答案：全反射过程中光能损失很小，而普通平面镜反射率小于100%，两次反射后损失通常更明显。 解析：比较结论必须建立在相同目标、环境光和装配质量等条件上，不能只凭一次主观感受。 SZ-LWH [Sources] - 教案：第四十三课时《制作简易潜望镜》定稿教案。 - 教材：高教版第三版《物理（通用类）》第199—203页。 [/Sources] 课堂背诵 1. 提问：全反射棱镜潜望镜和平面镜潜望镜分别利用什么原理？ 答案：前者利用全反射棱镜中的全反射，后者利用平面镜的反射；两者都通过连续两次改变光的传播方向完成观察。 2. 填空：目标发出的光经上部元件转为向______传播，再经下部元件射向观察者的______。 答案：下；眼睛。 SZ-LWH [Sources] - 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