资源简介

第1节　透镜
1．物理观念：
(1)知道凸透镜和凹透镜，了解透镜的光心、主光轴、焦点和焦距。
(2)知道凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用，正确解释会聚、发散。
2．科学思维：通过观察凸透镜和凹透镜的实物及图片，得出两种透镜的构造，培养学生通过观察抓住事物的本质特征，能够识别不同事物的不同特点的能力。
3．科学探究：经历探究凸透镜和凹透镜对光的作用的实验过程，培养学生动手、动脑、观察、分析问题的能力。
4．科学态度与责任：
(1)通过区分凸透镜和凹透镜的过程，培养学生爱护光学仪器的好习惯。
(2)通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。
教学重点：透镜的性质。
教学难点：透镜的应用。
透镜一组、光具座、光源、老花镜、近视眼镜、激光笔。
情境展示 播放消防队员扑救森林大火的视频。画外音——这是发生在重庆的一场森林火灾，这场大火仅6个小时就燃过500多亩。但是，你知道引起这场火灾的罪魁祸首是什么吗？竟然是一瓶没有喝完的矿泉水！
待学生议论后，进一步引导：同学们想知道一瓶没喝完的矿泉水为什么会闯下这么大的祸吗？要解决这个困惑，学习今天的知识后你就能理解了。今天我们就来学习第五章的第一节——透镜。
探究点一　凸透镜和凹透镜
过渡 请同学们想一想，你在生活中的哪个地方或哪个方面观察到使用了透镜？
(在学生表述的基础上，教师给予恰当的肯定、鼓励和补充)
展示 生活中的几种透镜：近视眼镜、老花镜、照相机的镜头、放大镜。这些透镜形状都一样吗？
探究 实验台上有4个透镜，请同学们认真观察，或动手操作，找出有什么不同，概括出它们的特征。
引导：请同学们观察透镜组，并借助于擦镜纸，摸一下透镜，根据透镜的厚薄程度给透镜分类。讨论透镜能分几类。
点评：透镜有两类。中间厚、边缘薄的叫凸透镜。中间薄、边缘厚的叫凹透镜。
问题：下列透镜哪些是凹透镜？哪些是凸透镜？戴眼镜的同学请判断：近视镜片是什么透镜？远视镜片是什么透镜？
自主学习 学生阅读教材P116凸透镜和凹透镜标题下的第一段文字，用自己的理解总结凸透镜和凹透镜的特点。
点评：一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分的透明玻璃元件(要求会辨认)。
结论 凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜，如：远视镜片、照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等。
凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，如：近视镜片。
拓展：没喝完的矿泉水瓶符合哪类透镜的特征？
总结：透明容器中装有透明液体也可以作为透镜使用。
过渡 如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫薄透镜。下面我们来研究薄透镜。
引导学生观察凸透镜和凹透镜的示意图，了解研究透镜时常用的两个科学术语。
主光轴：通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴。
光心：在主光轴上有一个特殊的点，通过它的光传播方向不变，这一点叫透镜的光心，可以认为薄透镜的光心就在薄透镜的中心。
探究点二　透镜对光的作用
过渡 许多同学可能做过这样的游戏：将放大镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，调整放大镜与纸的距离，纸上会出现一个很小、很亮的光斑。
光斑处的温度很高，如果长时间照射，纸会被烤焦。这个现象提示我们：放大镜能把光会聚起来。放大镜是凸透镜，看来凸透镜对光有会聚作用。凹透镜也能使光会聚吗？
演示 两种透镜对光的作用
进行实验：
1．使平行光线平行于主光轴入射，易于观察光通过透镜后的偏折方向。平行光的获取，可使用三支平行固定的激光笔，用三束平行光束来模拟平行光。
2．调节三支激光笔的光束，使光束平行于主光轴入射。观察光通过透镜后的偏折方向，在纸上绘出凸透镜和凹透镜的折射光路图。
3．根据实验现象总结结论。
结论 凸透镜对光有会聚作用，所以也叫会聚透镜。凹透镜对光有发散作用，所以也叫发散透镜。
探究点三　焦点和焦距
说明过渡 射到地面的太阳光是相互平行的，叫作平行光，凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用字母F表示；焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距，用字母f表示。
凹透镜使平行于主光轴的光发散，它没有实焦点，但通过凹透镜的光反向延长也可以交在主光轴上一点，这点是凹透镜的虚焦点。
结论 透镜两侧各有一个焦点，两侧焦距相等。
想想做做 教材P118
利用太阳光测量凸透镜的焦距时，将一把木质刻度尺的一端置于水平地面上，观察刻度尺在地面上形成的影子。然后不断调节刻度尺，使其在地面上的影子最短，这时刻度尺的方向就是与太阳光平行的方向。保持刻度尺不动，将光屏A和凸透镜L按照如图所示的方式垂直于刻度尺摆放，光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为10.0 cm。
第1节　透镜
一、透镜的分类
中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜。中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜。
二、透镜对光的作用
1．凸透镜对光有会聚作用。
2．凹透镜对光有发散作用。
三、关于透镜的几个重要名词
主光轴、光心、焦点、焦距。
实验是学好物理的基础，做好演示实验尤其重要。在讲到透镜对光的作用时，我做了两个演示实验，分别是凸透镜和凹透镜对光的作用。由于有的老师在用光具座做实验时，电压调得过大，致使灯泡烧坏了。我不敢将电压调得过高，但这样光就不是很亮了，效果不明显。再加上实验室没有窗帘，亮堂堂的，后面的学生几乎看不到实验现象。让学生根据实验现象画光路图时，有一部分学生画不出来。坐在前排的学生也只有少部分画对。叫学生上黑板画时，也是大半画错了。我想这主要是由于实验现象不够明显造成的。不过还好，我事先准备了两个视频，也是关于这两个实验的。要是演示实验能够做好的话，我想学生的视觉更直观些，效果也会更好。所以说做好实验在物理教学中非常重要。第3节　凸透镜成像的规律
1．物理观念：
(1)探究并知道凸透镜成像的规律。
(2)学习分析实验数据，归纳出结论。
2．科学思维：学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
3．科学探究：通过探究活动，体验探究的全过程和方法，进一步熟悉科学探究的环节，认识到设计实验与制订计划的重要性。
4．科学态度与责任：培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，初步建立将科学技术应用于实际的意识。
教学重点：凸透镜成像的规律。
教学难点：设计凸透镜成像实验。
凸透镜、F光源、光屏、光具座。
复习提问 1.照相机、投影仪、放大镜成像各有何特点？
2．它们成像时，物体到凸透镜的距离有何不同？
分析：照相机、投影仪和放大镜都是凸透镜在生活中的应用，但在使用时条件不同，使得成像结果不同：照相机是拍摄远处物体，使远处物体成缩小的像在胶片上；投影仪是将物体放得较近，而在较远处的屏幕上成较大的像；放大镜是将物体放得最近，它可以成比物体更大的像。可见，凸透镜所成像的正倒、大小、虚实跟物体到凸透镜的距离有关系。
认识物距(u)和像距(v)：
物距(u)：物体到凸透镜的距离。
像距(v)：像到凸透镜的距离。
凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距有什么关系呢？
聆听学生的猜想，对学生的猜想作出评价。
实验 探究凸透镜成像的规律
器材：光具座、F光源、凸透镜、光屏。
说明：摆放顺序可以从左到右依次为F光源、凸透镜、光屏，也可从右到左依次为F光源、凸透镜、光屏。使F光源、凸透镜、光屏放在同一直线上。调整它们的高度，使F光源、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。固定凸透镜，移动F光源和光屏进行观察实验；固定F光源，移动凸透镜、光屏进行观察实验。
问题：根据设计方案需要记录哪些物理量及像的哪些特点？
启发学生，明确要记录物距、像距、像的性质(放大、缩小，倒立、正立，虚、实)……
强调注意事项及实验步骤：
a．将凸透镜固定在光具座的中央，F光源和光屏在凸透镜的两侧，使F光源、透镜、光屏的中心在同一高度；
b．将F光源放在离凸透镜的距离尽量远的位置，打开光源；
c．移动光屏，直到光屏上出现清晰的F光源的像为止；
d．记录下F光源到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的虚实、大小和正倒；
e．将F光源向凸透镜移近一段距离，重复上述操作，直到不能在屏上得到F光源的像；
f．继续把F光源向凸透镜靠近，试着用眼睛观察像在何处，像是怎样的。
进行实验与收集数据：
探究一：在光屏上找到物体完整清晰的实像。
教师巡回指导：引导、启发、点拨或发提示卡片并提示学生。
请学生代表讲解找到清晰完整像的方法。
①物体、凸透镜、光屏三者中心在同一高度；②光屏上的像最亮、最清晰时，光屏所在位置就是像所在位置。
学生总结：光屏上可以找到倒立、缩小实像和倒立、放大实像。
探究二：探究凸透镜成倒立、放大实像和倒立、缩小实像的规律。
记录实验数据，得出凸透镜成像的初步规律。
1．当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，此时，f＜v＜2f。
2．当u＝2f时，成倒立、等大的实像，此时，v＝2f。此点为成实像大小的分界点。
3．当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，此时，v＞2f。
4．当u＝f时，不成像。此点为成像虚实的分界点。
5．当u＜f时，成正立、放大的虚像。
说明：教师应准备小组实验活动建议卡片，谁遇到疑难问题或不能继续进行实验时可向教师要卡片，按提示继续实验。
实验表格
物距与焦距的关系 物距/cm 成像性质 像距/cm
u＞2f
u＝2f
2f＞u＞f
u＝f
u＜f
　分析论证：根据成像的情况，对数据进行分类。
1．焦点是成实像和虚像的分界点，物体在焦点以外成实像，在焦点以内成虚像。即一倍焦距分虚实。
2．二倍焦距是成放大和缩小像的分界点。物体在二倍焦距以外成缩小像，在二倍焦距以内成放大像。二倍焦距分大小。
3．实像必异侧倒立，虚像必同侧正立。
4．u＞v时，像是缩小的，u＜v时，像是放大的。
5．成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。即成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小。成虚像时，物体距离透镜越近，像越小；物体距离透镜越远，像越大。即成虚像时，物近像小，物远像大。物体越靠近焦点像越大。
6．实像是实际光线的交点，可以在光屏上呈现，虚像是光的反向延长线的交点，不能在光屏上呈现。实像可以是缩小的，也可以是放大的，虚像一定是放大的。
想想议议 教材P126
在照相机中，凸透镜成倒立、缩小的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大？
在投影仪中，凸透镜成倒立、放大的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大？
回答：照相机：u＞2f，2f＞v＞f；投影仪：f＜u＜2f，v＞2f。
第3节　凸透镜成像的规律
1．成像规律及应用
物距 成像性质 像距 应用
u＞2f 倒立、缩小的实像 2f＞v＞f 照相机
u＝2f 倒立、等大的实像 v＝2f 测焦距
2f＞u＞f 倒立、放大的实像 v＞2f 投影仪
u＝f 不成像
u＜f 正立、放大的虚像 与物同侧 放大镜
2.成实像时，物近像远像变大，离焦点越近像越大；一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。
凸透镜成像规律一向是学生学习的难点，通常在教这部分内容时，老师往往先在教室里演示一遍凸透镜成像规律，学生再来验证一遍。虽然学生在实验时都能在光屏上找到像，但只是依样画葫芦，结果有些学生对于物距、像距、焦距还是弄不清楚，对于规律也是记不牢，且容易忘。根据新教材注重探究过程，让学生在学习过程中主动获取知识，我安排了提出问题、设计实验探究、合作交流等几个过程，并在得到初步结论时，及时用作图法帮助理解记忆凸透镜成像的规律，同时与生活中照相机、投影仪等实际例子结合，利用实际知识加深对凸透镜成像规律的理解和记忆。第4节　眼睛和眼镜
1．物理观念：
(1)了解照相机的原理，知道眼睛看见物体的过程。
(2)了解近视眼和远视眼的成因，知道眼镜是怎样矫正视力的。
2．科学思维：从物理学视角了解近视眼和远视眼的成因及视力的矫正需戴的眼镜。
3．科学探究：通过照相机与眼睛的结构对比，了解眼睛看见物体的原理。
4．科学态度与责任：通过学眼和远视眼的成因及矫正，增强保护视力的意识，注意用眼卫生。
教学重点：眼睛成像原理。
教学难点：近视眼及其矫正。
光具座、蜡烛、火柴、凸透镜、凹透镜、光屏、近视眼镜、远视眼镜。
情境展示 多媒体画面：学校中很多同学戴眼镜的画面，老年人戴老花镜的画面。教师：在我们周围，很多同学患有近视，近视眼是如何形成的呢？引导学生从用眼卫生、生活习惯、读写习惯等角度回答。
这些不良的习惯导致很多同学患上了近视，还有的同学因为生理上的原因，患上了远视。如果患上近视或远视，我们应该通过什么方法来矫正呢？引导学生回答应该戴眼镜。
戴眼镜可以矫正近视眼和远视眼，但不能从根本上解决问题，最主要的是我们要养成良好的用眼习惯，保护好我们的眼睛。
今天，我就和同学们一起来学习“眼睛和眼镜”。
探究点一　眼睛
过渡
1．我们很多同学都喜欢照相，照相机能成一个怎样的像？
2．眼睛是怎样看到物体的呢？
多媒体播放照相机和人眼球的对比图片。
说明：学生根据对比图片，理解人眼球和照相机的相似之处，总结出眼睛好似一架照相机。
展示 晶状体和角膜相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，当物体的像成在视网膜上时，我们就看见物体了。
我们是如何看清远处与近处的景物的？
说明：播放课件演示眼球的自动调焦。
眼睛的睫状体的作用是调节晶状体的形状，当睫状体放松时，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼睛可以看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体。
　　
结论 看远处与近处景物通过调节晶状体形状，使景物的像始终落在视网膜上就看清楚了。
自主学习 阅读教材P129第一段文字，回答：什么是近点？什么是远点？什么是明视距离？
近点和远点：依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限点分别叫作远点和近点。正常眼睛的远点在无限远处，近点在大约10 cm处。
明视距离：正常眼睛观察近处物体时，最清晰而又不疲劳的距离大约是25 cm，这个距离叫作明视距离。
探究点二　近视眼及其矫正
活动 请两位同学上台(一个视力正常的同学，一个近视眼的同学)，请近视眼的同学摘掉眼镜。教师出示印有三字经的卡片，从两位同学眼前开始，每念一个卡片上的字后退一步，逐步后退。
说明：从活动中引出近视眼的外在表象。分析近视眼的形成原因，进一步探究近视眼的矫正。
问题：有些人单靠自身眼睛的调节已不能使像成在视网膜上，这种情况是怎么形成的，如何处理？
点评：由于长期不注意用眼卫生，使晶状体变厚，或眼球在前后方向上太长，远处的景物的像落在视网膜前面，形成近视眼。引导学生设想用凹透镜将光发散，使远处景物传来的光仍能会聚在视网膜上，从而能看清远处的景物。
活动 近视眼的矫正
猜想：应用什么透镜来矫正近视眼，并用实验的方法验证自己的猜测。
说明：鼓励学生可以用自己的眼镜进行矫正，试试效果如何。
参考器材：光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、近视眼镜。
方案：组装好器材，使烛焰的像落在光屏前方，此时像变得模糊。把凹透镜放在凸透镜前观察。
现象：光屏上出现了烛焰清晰的像。
结论 近视眼用凹透镜矫正。
探究点三　远视眼及其矫正
过渡 除了近视眼之外还有一种眼病——远视眼，有同学看见过老人穿针线或读书看报时的情景吗？谁能想象一下并说说远视眼的感受？请学生类比近视眼的形成及矫正的方法来讨论远视眼的成因以及矫正方法。
结论 远视眼用凸透镜矫正。
自主学习 阅读教材P130科学世界——眼镜的度数
这里有几个老花镜，请同学们自学课本的科学世界“眼镜的度数”，然后分组进行讨论，设计测量老花眼镜度数的实验方案。多媒体投影相关知识。
知识：
1．透镜的焦度(Φ)：透镜焦距的倒数。
公式：Φ＝(f为透镜焦距)。
单位：m－1。
2．眼镜度数＝透镜焦度×100。
3．凸透镜的度数用正数表示，凹透镜的度数用负数表示。
第4节　眼睛和眼镜
一、眼睛的工作原理
成像特点：倒立、缩小的实像；调节：改变焦距。
明视距离：眼睛距物体大约25 cm处。
二、近视眼和远视眼及其矫正
近视眼(会聚点在视网膜前)：用凹透镜矫正。
远视眼(会聚点在视网膜后)：用凸透镜矫正。
设计这节课时，以学生为主体，以学生现有的知识水平创设情境、设计提问、课件引导，力求使学生通过自己的努力达到学会知识的目的。首先，我通过复习凸透镜成像的规律入手，为眼睛的成像知识作铺垫；然后把眼睛成像和照相机成像作比较，调动学生想要了解自己眼睛的有关问题，从而很快进入正题。对关于人眼看远处、近处物体都能看清，是由于晶状体的厚薄在发生变化来调节的这个问题，我主要是通过课件展示来帮助学生理解的。让学生明白凸透镜的薄厚不同，它们的焦距、折光能力等都有所不同，从而引导学生思考人眼看远近物体都能看清的原因是晶状体在调节。另外，关于近视眼和远视眼的矫正，一方面引导学生分析光路图，利用他们所学过的知识寻找解决的办法，另一方面，通过课件模拟对近视眼和远视眼的矫正，使学生印象更深刻。第2节　生活中的透镜
1．物理观念：
(1)了解生活中的透镜的应用：照相机、投影仪、放大镜成像特点。
(2)了解实像和虚像。
2．科学思维：通过制作照相机模型，让学生了解照相机的结构和原理，学会建立模型、利用模型学习物理知识的方法。
3．科学探究：学生主动观察，能利用自身经验综合分析问题，发展观察能力。
4．科学态度与责任：
(1)通过模型照相机的制作和使用，学生获得成功的喜悦。
(2)通过认识照相机、投影仪、放大镜成像特点，激发求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理。
教学重点：凸透镜成像的应用。
教学难点：凸透镜成实像和虚像的区别。
多媒体、放大镜、硬纸板、凸透镜、半透明薄膜或蜡纸等。
情境展示 节日，家人团聚或外出旅游，总要留影纪念，摄影师用照相机拍出美丽的风光、动人的场景使人们从照片中得到美的享受，这就需要照相机。你们想了解它吗？今天我们通过观察、研究，走近它，认识它。
探究点一　照相机
过渡 介绍照相机：①用课件展示照相机，介绍照相机的构造，镜头相当于一个凸透镜，光圈控制进光量，快门控制胶片什么时候感光。②介绍照相机如何成像，以及如何冲印照片。
总结：同学们看，来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片，那么在胶片上会成一个像。这是因为胶片上涂着一层对光敏感的物质，通过镜头的光在胶片上曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶片上，经过显影、定影后成为底片，再用底片冲印就可以得到相片。
结论 认识照相机的主要构造
1．镜头：相当于一个凸透镜。
2．胶片：相当于光屏。
3．调节控制系统。
①取景窗：观察所拍景物；②光圈环：控制进入镜头的光的多少；③调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即像距；④快门：控制曝光时间。
想想做做 教材P121
方案：用硬纸板做两个粗细相近的纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个，并能前后滑动。在大的纸筒前面固定一个凸透镜，在小的纸筒前面固定一个半透明薄膜作为屏幕，把纸筒有屏幕的一端朝里，套入较大的圆筒，就制成了模型照相机。
以小组为单位，调试模型照相机，步骤：
(1)镜头对准窗外远处景物，调节相机，直到在半透明薄膜上得到一清晰的像，观察像的特点。
(2)探究：从拍摄远处景物到近处景物，应如何调节凸透镜到半透明薄膜之间的距离，薄膜上的像如何改变？(注：此处只重过程方法，不重结论)
探讨照相机的成像特点：
请总结一下照相机成像的特点。(强调物距大于像距)
结论 照相机成像时景物离镜头远，像离镜头近，成的是倒立、缩小的像。光实际到达了胶片处，所以成实像。
展示 数码相机的成像原理，镜头相当于一个凸透镜，感光元件相当于光屏。拍照时，将镜头对准景物，相机通过自动调节，就能得到清晰的像。
探究点二　投影仪
过渡 教学中常用到投影仪，现在观察它的结构，想想使用它有什么优点。分组观察，教师指导。投影仪由灯泡、投影片、镜头、平面镜组成。
首先，请学生观察投影仪的构造，找到凸透镜镜头，投影片通过镜头成像。
其次，取下平面镜，放上胶片，在投影仪中，平面镜的作用是什么？同时介绍便携式投影仪的作用和成像特点。
最后，通过以上观察同学们认为投影仪的成像特点是什么？
结论 总结投影仪成像特点：
1．投影仪(或幻灯机)成放大、倒立的像。
2．像距大于物距。
3．像与物体位于凸透镜的两侧。
探究点三　放大镜
过渡 用放大镜观察物体。比如，观察课本上的字，观察刻度尺等。
结论 通过放大镜看到的是正立、放大的像。
探究点四　实像和虚像
说明过渡 刚才我们通过自己动手、观察，研究了照相机、投影仪、放大镜的成像特点。照相机和投影仪成像是光通过凸透镜射出会聚而成。如果把感光胶片放在那里，可以记录所成的像，这种像叫作实像。物体和实像分别位于凸透镜的两侧。
展示凸透镜成实像的示意图。
实像：由实际光线会聚而成，能呈现在光屏上。
平面镜所成的像是虚像，放大镜所成的像也是虚像。凸透镜成虚像时，通过凸透镜射出的光没有会聚，只是人眼逆着出射光方向看去，感到光是从放置物体那一侧成虚像发出的，所以物体和虚像位于凸透镜的同侧。
展示凸透镜成虚像的示意图。
虚像：由反射光线或折射光线的反向延长线相交而成，不能呈现在光屏上。人眼逆着出射光线可以看到虚像。
结论 照相机和投影仪成的是实像，放大镜成的是虚像。
第2节　生活中的透镜
一、照相机：照相机镜头相当于一个凸透镜，能成一个倒立、缩小的实像。
二、投影仪：投影仪镜头相当于一个凸透镜，能成一个倒立、放大的实像。
三、放大镜：放大镜是凸透镜，能成一个正立、放大的虚像。
本节课的教学主要是通过创设情境提出问题、实验探究解决问题、梳理反思深化问题和应用练习评价反馈等四个环节组成的。第二个环节是课堂教学的核心内容，着重解决照相机、投影仪、放大镜的应用及成像问题，但解决问题的过程并不是完全意义上的探究，而是演示、观察、制作、探究的混合过程。在这个过程中，主要目的是总结成像特征，同时根据课堂的情况适时增加三种凸透镜的动态调节来观察像的大小变化，深化了凸透镜成像的内涵，培养了学生探究问题的能力，教学效果比较好。实像与虚像的初步概念在上一章已经涉及，本节复习提问时又回顾了该知识点，在三次观察探究过程中又进行了渗透点拨，所以本节把它放在梳理深化环节，通过学生的阅读自学来处理，点到为止，不要占用过多时间。第5节　跨学科实践：制作望远镜
1．物理观念：
(1)了解望远镜的构造和成像原理。
(2)知道视角及其影响因素。
2．科学思维：尝试应用已学的透镜成像知识来解释物理现象，获得初步解决问题的能力。
3．科学探究：通过自制望远镜，感受物理应用于实际的乐趣。
4．科学态度与责任：通过了解望远镜，体会科学技术对人类生活和社会发展的影响。
教学重点：了解望远镜的原理。
教学难点：知道视角的含义及其影响因素。
凸透镜、凹透镜、望远镜、双面胶、瓦楞纸、裁纸刀等。
情境展示 科学家利用巨大的天文望远镜接收来自遥远星系的信息。
这儿有个望远镜，可以观察星空，今天晚上，谁想借去试着观察一下？
出示望远镜模型。学了今天的知识，我们每个人就都能用身边的器材自己制作一台望远镜。出示图片。
一、明确任务
过渡 要自己制作望远镜，你需要完成以下任务。
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。
二、任务分解
(一)了解望远镜的基本原理
讲解 认识望远镜的基本结构：
常见的望远镜是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫作目镜，焦距较小；靠近被观察物体的凸透镜叫作物镜，焦距较大。望远镜就是利用这两个凸透镜来帮助人眼看清远处物体的。
过渡提问 通过分析望远镜的两次成像特点，讨论：望远镜的物镜和目镜在成像过程中所起的作用与我们学过的哪种光学仪器相似？
望远镜的成像原理光路图
物镜——成倒立、缩小的实像，相当于照相机的镜头。
目镜——成正立、放大的虚像，相当于放大镜。
同一个物体，离我们远时非常小，离我们近时非常大。例如天上飞的飞机，在空中时我们感觉它同一只大鸟相仿，降落后却很大，为什么呢？
原来是视角在“作怪”(如图)，一个物体能不能被看清楚，跟物体在视网膜上的像的大小有关。视网膜上的像越大，受到刺激的感光细胞越多，眼睛对物体的细微部分分辨得就越清楚。如果物体在视网膜上的像小到只落在一个感光细胞上，那么眼睛就觉得这个物体只是一个点。视网膜上像的大小决定于被视物体对眼睛的光心所张的角，即视角的大小。
结论 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物镜的焦距与目镜的焦距之比。
(二)设计简易望远镜
1．确定望远镜的放大倍率
自制的望远镜可以采用单片的凸透镜作为目镜和物镜。为了让成像质量好一些，其放大倍率不宜过大，取放大倍率为2～3倍即可。
2．选择物镜和目镜
望远镜的物镜和目镜可以选择老人阅读用放大镜的镜片，也可以使用老花镜的镜片，还可以直接购买凸透镜。利用本章所学知识测量凸透镜的焦距，并根据放大倍率的要求，选择适当焦距的凸透镜分别作为物镜和目镜。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，以便制作直径合适的镜筒。
3．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。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。
三、制作及调试望远镜
1．制作
出示材料：凸透镜、瓦楞纸等。根据所选凸透镜的焦距和直径制作镜筒。
想一想：有没有办法减小望远镜两个镜筒间的缝隙？另外，还应注意每段镜筒的长度需合适，以便留出前后调节的空间。
制作时，根据凸透镜的焦距、直径等数据，以及对镜筒长度的要求，我们可以通过截取适当尺寸的长方形瓦楞纸，并把它卷起来制成镜筒。
此外，还要考虑如何把物镜和目镜方便地固定在镜筒上。
2．试用与调整
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。
四、展示交流
选代表向其他同学展示制作的望远镜，介绍制作方案，分享收获。
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。
请学生利用总结的方法改进制作的望远镜，也可以针对发现的其他问题，设计解决的办法，让自制的望远镜更加完善。
自主学习 望远镜的发明和使用扩大了人的视野，开创了人类探索宇宙的历史。请同学们自学教材P136“望远镜与宇宙探索”部分，了解科学家探索宇宙的历程。
展示 课件展示哈勃望远镜、射电望远镜和部分星系的图片。
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，银河系异常巨大，太阳不过是银河系中几千亿颗恒星中的一员。太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星绕它运行，地球在离太阳比较近的第三条轨道上。
第5节　跨学科实践：制作望远镜
一、望远镜
基本结构：物镜、目镜。
物镜——成倒立、缩小的实像，相当于照相机的镜头。
目镜——成正立、放大的虚像，相当于放大镜。
看清物体的方法——增大视角。
二、探索宇宙
宇宙——银河系——太阳系——地球。
望远镜这节课的重点是理解望远镜的物镜和目镜的工作原理，要想让学生理解它的工作原理，必须使学生具备一定的先前知识，那就是照相机、投影仪和放大镜的工作原理。学生只有在理解它们的工作原理的基础上，才能够上好本节课。所以在上本节课之前，务必要进行一下课前的复习准备工作。经过对照相机、投影仪和放大镜的工作原理的复习之后，发现学生在理解和应用望远镜的物镜和目镜的工作原理上就容易多了。

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