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4.7 通过透镜看世界
教科版（2024）物理八年级上册
第4章 光的世界
目录
素养目标
01
课程导入
02
新课讲解
03
总结归纳
04
课堂练习
05
正确教育
素养目标
1.了解望远镜的构造及成像原理，并会制作望远镜
2.了解显微镜的构造及成像原理，并会制作显微镜
宇宙浩瀚无垠，如果想看得更远更清晰，我们需要借助一些工具，如望远镜。
望远镜
16世纪，荷兰人汉斯·利帕希(Hans Lippershey)将两块透镜一进医院放在眼前时，惊讶地发现远处教堂上的风标仿佛变得又大又近了。
后来，他将两块透镜装入一根金属管子，以便固定，后人称它为“光镜”。
早期望远镜
伽利略将望远镜指向太空，首次看到了月球上的环形山、木星的4颗卫星、太阳黑子，以及茫茫银河中的点点繁星，成为第一个用望远镜观测星空的人。
那么望远镜的原理是什么呢？
1609年，伽利略发明了望远镜，开起了天文学的新篇章
靠近眼睛的凸透镜
靠近被观测物体的凸透镜
物镜
目镜
镜筒
望远镜的主要结构是什么？
如何使用？
望远镜的结构
望远镜的结构
望远镜的成像原理
（1）物镜：相当于照相机的镜头，
成倒立缩小的实像。
把物镜所成的像再放大一次。
（2）目镜：相当于放大镜（成正立放大的虚像），
O
F
F
物体
像
人眼使用望远镜看到的像比人眼看到物体大还是小？
为什么使用望远镜观察物体时，感觉物体被放大了呢？
视角──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？
a
a
物体对眼睛所成的视角越大，它在视网膜上所成的像就越大。
视角
视角大
a
视角小
a
距离相等时，大物体的视角大，小物体的视角小。
物体大小一定时，
看近处的物体，视角大，
远处的物体视角小。
视角小
视角大
a
a
视角的大小不仅与物体本身大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。
望远镜对视角的放大
物体
像
望远镜所成的像虽然比原物体小，但离人的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角可以变得很大，因此远处的物体可以被看清。
开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的，如图所示。物镜相当于________，目镜相当于________（前两空均选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。望远镜的物镜所成的像离观察者很近，再加上目镜的作用，使得观察的视角________。
照相机
经典例题
变大
放大镜
答案：照相机；放大镜；变大
解析：开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的。物镜相当于一个照相机，能成一个倒立、缩小的实像；目镜相当于一个放大镜，能成一个正立、放大的虚像，因此，我们看到的是倒立的虚像。由于被观察物体经物镜成的实像离眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角变大，我们感到像变大了。
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。
你能根据所学知识，自己制作一个望远镜吗 或许你能用它作出新的发现呢!
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。
第一步：确定望远镜的放大倍率
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，并根据放大倍数的要求，选择适当焦距的凸透镜分别作为物镜和目镜。
利用太阳光测量凸透镜的焦距 利用平行光测量凸透镜的焦距
第二步：选择合适的物镜和目镜
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。
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
第三步：设计镜筒
第四步：制作望远镜
①如图所示，分别用瓦楞纸包裹物镜、目镜，制作镜筒。
②根据测算的最佳距离，确定镜筒的长度范围。裁出凹槽，作为目镜和物镜前后调节的轨道。
③将两个镜筒嵌套在一起。根据需要，调整目镜镜筒的粗细，以便实现共轴调节。
目镜
物镜
自制望远镜
1.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。
2.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。
望远镜的试用与调整
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。
②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。
展望遥远的宇宙空间
韦布望远镜拍摄的深空宇宙彩色图像
哈勃望远镜拍摄的宇宙场景——“创生之柱”
显微镜
显微镜：用来观察细微物体及物体的精细结构的仪器。
目镜
物镜
载物台
反光镜
靠近眼睛的凸透镜，焦距较长
靠近被观察物体的凸透镜，焦距很短
承载被观察的物体
增加光的强度，照亮被观察的物体
显微镜的构造
显微镜的原理
相当于投影仪的镜头
相当于放大镜
第一次：倒立、放大的实像
第二次：正立、放大的虚像
倒立、放大的虚像
动手做
做一台简易显微镜
一个凸透镜能放大物体，能不能用两个透镜把物体放得更大呢？用两个焦距不同的凸透镜来试一试吧。
奇异的微观世界
显微镜下的植物细胞
用显微镜观察到的细菌
显微镜下的疟原虫
播放视频：奇妙的微观世界
把一滴水滴在玻璃板上，在玻璃板下面放置一个用眼睛看不清楚的小物体，拿一个放大镜位于水滴的上方，慢慢调节这个镜子与水滴之间的距离，你就更能看清玻璃板下的微小物体，这时它们的作用相当于一个________（选填“望远镜”或“显微镜”），小物体通过水滴成一个__________________________，人眼睛通过放大镜观察到的是一个________（选填“实像”或“虚像”）。
显微镜
经典例题
倒立、放大的实像
虚像
答案：显微镜；倒立、放大的实像；虚像
解析：因为小水滴中间比边缘厚，所以小水滴就相当于凸透镜，拿一个放大镜位于水滴的上方，小水滴相当于显微镜的物镜，能成一个倒立、放大的实像，放大镜相对于显微镜的目镜，它们的共同作用相当于显微镜，所以更能看清玻璃板下的微小物体。
小物体所成的实像在放大镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，所以人眼睛通过放大镜观察到的是一个虚像。
第一次：倒立、放大的实像
第二次：正立、放大的虚像
倒立、放大的虚像
第一次：倒立、缩小的实像
第二次：正立、放大的虚像
倒立、缩小的虚像
望远镜
显微镜
1.项目学习小组在“自制望远镜”活动中选择了两块透镜，将其中一块透镜正对太阳光，观察到地面上出现了明亮的光斑，如图所示。下列说法中正确的是( )
A.该透镜是凹透镜
B.该透镜对光具有发散作用
C.该透镜可用来制作望远镜的物镜
D.可以使用这种透镜来矫正近视眼
C
答案：C
解析：AB.将透镜正对太阳光，观察到地面上出现了明亮的光斑，说明透镜对光线有会聚作用，该透镜是凸透镜，故AB错误；
C.该透镜是凸透镜，凸透镜可用来制作望远镜的物镜，故C正确；
D.凸透镜能够矫正远视眼，凹透镜可以矫正近视眼，故D错误。
2.如图是显微镜和望远镜原理示意图，下面关于它们成像的说法正确的是( )
①显微镜先成放大的实像，再成放大的虚像；
②显微镜先成缩小的实像，再成放大的虚像；
③望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像；
④望远镜先成放大的实像，再成放大的虚像。

A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
A
答案：A
解析：显微镜物镜和目镜都是凸透镜，把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间，这样得到一个放大的实像，这个放大的实像正好成在目镜焦点以内，由凸透镜成像规律可知，当 u < f 时，成正立放大的虚像，所以显微镜的物镜成倒立、放大的实像，目镜成正立、放大的虚像，故①正确，②错误；
用望远镜观察远处物体时，物体通过物镜成的是倒立、缩小的实像，这个像通过靠近眼睛的目镜成正立、放大的虚像，故③正确，④错误。故A正确，BCD错误。

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