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(共22张PPT)
5.5 跨学科实践：制作望远镜
人教版八年级上册 第五章透镜及其应用
操场上正举行足球比赛，有位同学想要看清远处运动员的球号，怎么办？能不能用桌上提供的两个透镜解决这个问题？
望远镜被誉为“洞察宇宙的眼睛”。从伽利略开始用自制望远镜观察月亮，到现在科学家用巨大的郭守敬望远镜探测遥远的星系，望远镜在人类认识宇宙的过程中作出了重大的贡献。如图所示，你能根据透镜成像的知识，自己制作一个望远镜吗 或许你能用它作出新的发现呢!
项目提出
一
物镜的口径加大，进入镜筒内的光更多，看到的像更亮以便观测到更暗的星。
1、为什么用两个凸透镜能把远处的物体看清楚？
【任务一】探究望远镜成像原理
1.望远镜的构造：
望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。靠近被观察物体的凸透镜，叫物镜。靠近眼睛的凸透镜，叫做目镜。
物镜：相当于照相机的镜头， 成倒立、缩小的实像。
目镜：相当于放大镜，成正立、放大的虚像。 把物镜所成的像再放大一次。
选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜
选择焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜
项目分析
二
物镜u>2f
目镜uF目
F物
F目
O
O
望远镜原理光路图
先缩小后放大
物镜焦距长，目镜焦距短
照相机原理：成倒立缩小实像
放大镜原理：成正立放大虚像
【任务一】探究望远镜成像原理
第一次：倒立、缩小、实像
第二次：正立、放大、虚像
2、学生利用光具座模拟开普勒望远镜成像过程，探究成像原理
3、生活中不同的望远镜对物体的放大程度不一样，为什么？
【任务一】探究望远镜成像原理
不同的望远镜使用的凸透镜不同，导致放大倍率不同。放大倍率=f物/f目
望远镜放大倍率越大看到的物体亮度越差，且视野晃动严重，不能稳定的观察物体。放大倍率为2~3倍效果最好
4、为什么肉眼看起来比较小的树，通过望远镜成像在眼前后却感觉比较大？
从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。
视角与什么因素有关？
视角
视角与物体大小有关
距离相等时，大物体的视角大，小物体的视角小。
视角的影响因素
【任务一】探究望远镜成像原理
视角与物体远近有关
物体大小一定时，看近处的物体，视角大，远处的物体视角小。
清晰度与视角
望远镜虽然没有把物体放大，但成的像离物体很近，增大了视角，所以感觉看到的物体放大了，变清楚了。
【任务一】探究望远镜成像原理
问题1：制作望远镜都需要那些器材呢？
问题2：两个透镜间的距离应该满足什么条件呢？
问题3：两个透镜选择那个作为物镜？哪个作为目镜？
【任务二】设计简易望远镜制作方案
项目分析
二
问题4：如何进行组装试用与调整？
【器材】两个焦距不同的凸透镜，圆筒状物品（如装羽毛球的筒），也可以通过截取适当尺寸的长方形纸板（如瓦楞纸板或其他材料），并把它卷起来制成镜筒。。
用凸透镜观察物体
问题1：制作望远镜都需要那些器材呢？
【任务二】设计简易望远镜制作方案
问题2：两个透镜间的距离应该满足什么条件呢？
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。如图所示，镜筒可以设计成两段，让物镜的镜筒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。
自制望远镜的结构
问题3：两个透镜选择那个作为物镜？哪个作为目镜？
在选择两块凸透镜时，除了需要满足焦距的要求，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。
由此，应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜，焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜。
问题4：如何进行组装试用与调整？
根据凸透镜的焦距、直径等数据，以及对镜筒长度的要求，把物镜和目镜方便地固定在镜筒上。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。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。
制作及调试望远镜
视频演示——《自己动手制作天文望远镜》
分工合作，整理制作方案，绘制设计图，进行制作。
器材搜集
挑选透镜
组装望远镜
观察调节
望远镜制作流程
【任务三】制作望远镜，分组展评
项目实施
三
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
【任务三】制作望远镜，分组展评
法一：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。
展示交流
四
法二：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。
1. 通过望远镜看到正立的像的方法
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
（1）第一种方法：如图所示，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（伽利略望远镜）。
反思与拓展
五
（2）第二种方法：是使用两个相互平行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。
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。
反思与拓展
五
开普勒望远镜
【拓展】望远镜的发展
数码望远镜
伽利略望远镜
早期的伽利略望远镜
开普勒空间望远镜
欧洲xmm空间望远镜
世界上目前口径最大、最灵敏的单天线射电望远镜
能“捕捉”百亿光年外的射电信号，未来30年内保持世界一流
截至2020年11月，“发现脉冲星数量超过240颗
2019年，接受国家验收，并开始搜寻外星人
“中国天眼”主要成就
天眼之父南仁东
【拓展】望远镜的发展
下 课
Thanks!
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