5.5跨学科实践：制作望远镜 课件-2026-2027学年人教版物理八年级上学期

跨学科实践：制作望远镜 1.了解由两组凸透镜组成的望远镜的成像原理，知道物镜、目镜各自的作用。 2.能根据放大倍率要求，选择合适焦距的凸透镜，设计、制作简易望远镜，并学会调试，能用它观察远处物体。 3.经历项目式探究全过程，感受望远镜对宇宙探索的意义，体会物理与天文、工程技术的跨学科联系。 学校目标 学习目标 天文望远镜可以帮我们接收遥远星系传递的信息，帮助人类探索宇宙。 情 境 导 入 一、项目提出 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入了。根据透镜成像的知识，你也可以自己制作一个望远镜。或许你能用它获得新的发现！ 课 堂 探 究 二、项目分析 想要完成望远镜制作，我们需要依次完成 3 项任务： 1. 了解望远镜的基本原理 2. 设计一个望远镜，能够用它观察校园内远处的物体 3. 根据你的设计方案，选用合适的器材，制作一个望远镜并进行调试 课 堂 探 究 三、项目实施 1. 了解望远镜的基本原理 有一种望远镜由两组凸透镜组成。靠近被观测物体的凸透镜叫物镜，靠近眼睛的凸透镜叫目镜。 物镜作用：远处物体在物镜的焦点附近，成倒立、缩小的实像。 目镜作用：相当于放大镜，把物镜所成的实像，再成正立、放大的虚像。 目镜 物镜 课 堂 探 究 三、项目实施 1. 了解望远镜的基本原理 物镜成的像是缩小的，为什么我们用望远镜看物体，感觉物体变大了？ 我们能不能看清物体，关键看物体对眼睛形成的视角大小。视角和物体本身大小、物体到眼睛的距离有关。 望远镜物镜成的像虽然比原物体小，但是这个像离眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角被显著放大，我们就感觉物体变大了。 课 堂 探 究 三、项目实施 2. 设计简易望远镜 （1）确定望远镜的放大倍率 自制简易望远镜，放大倍率不宜过大，倍率太大成像模糊，一般选择2～3 倍。 放大倍率过大，会造成视野变小、图像变暗、像的清晰度明显下降，手工透镜成像质量有限，适合低倍率。 课 堂 探 究 三、项目实施 2. 设计简易望远镜 （2）选择物镜和目镜可选镜片：老花镜镜片、放大镜镜片、购买成品凸透镜。 选择要求： 物镜：焦距较长、直径更大（收集更多光线，成像更亮） 目镜：焦距较短、直径更小 直径大的物镜可以汇聚更多光线，远处物体的像更明亮，更容易观察。 课 堂 探 究 三、项目实施 2. 设计简易望远镜 （3）设计镜筒望远镜需要调节两个凸透镜之间的距离，镜筒设计成两段套筒式，粗筒装物镜，细筒装目镜，相互嵌套，可以伸缩。 观察最远物体：两透镜距离≈物镜焦距 + 目镜焦距 观察近处物体：两透镜距离需要稍微调大一点 远近物体的像成在物镜后方的位置不同，伸缩镜筒，才能让目镜刚好把这个像放大清晰。 物镜 目镜 课 堂 探 究 三、项目实施 3. 制作及调试望远镜 （1）制作 器材：物镜焦距 20 cm，直径 5 cm；目镜焦距 10 cm，直径 4 cm。 镜筒材料：瓦楞纸板卷成圆筒、羽毛球筒等现成圆筒。 课 堂 探 究 三、项目实施 3. 制作及调试望远镜 （1）制作 制作要点： ① 根据透镜直径裁剪材料，卷成一大一小两个套筒，保证套筒可以顺畅伸缩； ② 在筒的一端固定透镜，透镜固定牢固，不要歪斜； ③ 尽量减小两个套筒之间的缝隙，减少杂光进入筒内，避免画面发灰。 课 堂 探 究 三、项目实施 3. 制作及调试望远镜 （2）试用与调整 操作步骤： 把目镜镜筒插入物镜镜筒，目镜贴近眼睛，对准远处物体，缓慢伸缩镜筒，改变物镜、目镜间距，直到看到清晰的像。 课 堂 探 究 四、展示交流 1. 小组展示望远镜，介绍自己的设计方案、透镜参数选择。 2. 分享制作遇到的问题、对应的改进方法。 问题 1：成像很暗。 改进：换直径更大的物镜，镜筒内部贴黑纸遮光。 问题 2：图像一直模糊。 改进：检查透镜是否歪斜，反复微调镜筒长度。 3. 小组互相观摩、评价，对比不同望远镜的观察效果。 课 堂 探 究 科学世界｜望远镜与宇宙探索 早期人类依靠肉眼观测天象，我国古人很早就利用北斗七星判断四季。 1609 年，伽利略第一个把望远镜对准星空，观测到木星卫星、太阳黑子、月球环形山，用证据支持日心说。 课 堂 探 究 科学世界｜望远镜与宇宙探索 1846 年，科学家依靠万有引力计算，预测并找到了海王星，望远镜验证了这个猜想。 1990 年哈勃空间望远镜送入太空，避开大气干扰，观测能力大幅提升。 我国天文成果：郭守敬望远镜、FAST 中国天眼（全球单口径最大、灵敏度最高的射电望远镜）。 郭守敬望远镜 课 堂 探 究 科学世界｜望远镜与宇宙探索 宇宙包含上千亿个星系，银河系只是其中之一，太阳系在银河系里，地球是太阳系的行星。 课 堂 探 究 一、开普勒望远镜（两组凸透镜）：物镜成倒立缩小实像，目镜相当于放大镜，放大这个实像；望远镜本质是增大视角，不是把物体本身放大。 二、设计要点：物镜焦距长、直径大；目镜焦距短、直径小；套筒式镜筒，方便调节透镜间距。 三、实践要点：制作时遮光、固定透镜，严禁直视太阳；调试时伸缩镜筒寻找清晰的像。 学校目标 课堂总结 谢谢！ $