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(共29张PPT)
第5节 跨学科实践：制作望远镜
物理观念：了解望远镜的构造和成像原理。知道视角及其影响因素。
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。
科学探究：通过自制望远镜，感受物理应用于实际的乐趣。
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。
素养目标
活动1：1.先用一个凸透镜观察提前写好的小字，得到放大的像，注意成像情况。2.再用另一个凸透镜观察上面看到的像，进一步得到清晰放大的像，注意成像情况。
成倒立、放大的实像
成正立、放大的虚像
情境导入
活动2：1.先用一个凸透镜观察远处的物体，注意成像情况。2.再用另一个凸透镜观察前面所成的像，注意成像情况。3.调换两个透镜的位置，你有什么发现？
成倒立、缩小的实像
成正立、放大的虚像
情境导入
刚才活动中的光路图
这个也是常见单筒望远镜的基本原理图
新知探究
任务一 了解望远镜的基本原理
伽利略望远镜和开普勒望远镜
新知探究
任务一 了解望远镜的基本原理
物镜
目镜
F1
F2
F1
1
F2
思考：物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，根据前面探究的结果，这样所成的像是缩小的，为什么使用望远镜观察物体时会感到放大了呢？
新知探究
任务一 了解望远镜的基本原理
思考：位于图中的位置，两个物体谁看起来会大一些呢？
2
1
视角：从眼睛的光心向观察物体的两端所引的两条直线的夹角。
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，观察起来越清晰。
新知探究
任务一 了解望远镜的基本原理
视角及视角大小的影响因素

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 ，其中，f物是物镜的焦距，f目是目镜的焦距。
新知探究
任务一 了解望远镜的基本原理
f物
f目
望远镜的
放大倍数
=
——————
f物
f目
f物是物镜的焦距， f目是目镜的焦距。
新知探究
任务一 了解望远镜的基本原理
使用望远镜时，我们前后拉动镜筒，调节目镜与物镜的距离，可以看到一个最大、最清晰的像。
如何准确知道成像的最佳距离？
新知探究
任务一 了解望远镜的基本原理
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 至 3 倍即可。
如果要制作一个望远镜，应该选择什么样的凸透镜做物镜，什么样的凸透镜做目镜？
1.确定望远镜倍率
望远镜的
放大倍数
=
——————
f物
f目
新知探究
任务二 制作简易的望远镜
2.选择物镜和目镜
(1)焦距：根据放大倍数，选择焦距合适的两块凸透镜。
(2)直径：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。
新知探究
任务二 制作简易的望远镜
假设物体距离物镜很远，请根据凸透镜成像特点，推理并论证成像的最佳距离。
最佳成像间距约等于物镜焦距与目镜焦距之和，即f物+f目。
3.确定最佳成像距离
新知探究
任务二 制作简易的望远镜
通过两个凸透镜组合使用，两次成像，可以使我们看清楚远处的物体。通过光具座可以实现共轴调节。相较于手持望远镜，还有哪些不足之处？
新知探究
任务二 制作简易的望远镜
实验步骤：
1.如图所示组装实验器材，调节光源、两个不同
焦距的凸透镜，使三者中心位于同一水平高度。
新知探究
任务二 制作简易的望远镜
实验步骤：
2.将 F 型光源放在 98 cm 刻度线处，物镜（f =10 cm）放在 20 cm 刻度线处，前后调节目镜（f =5cm）直至透过凸透镜看到 F型光源最大、最清晰的像。记录物镜与目镜之间最佳成像距离。
新知探究
任务二 制作简易的望远镜
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。
镜筒可以设计成两段，让物镜的镜简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。
新知探究
任务二 制作简易的望远镜
观察手持望远镜，尝试使用凸透镜、瓦楞纸、剪刀、胶带等材料，通过小组合作，自制一个望远镜，实现望远功能。
4.制作望远镜
新知探究
任务二 制作简易的望远镜
(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
新知探究
任务二 制作简易的望远镜
(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。
5.试用与调整
新知探究
任务二 制作简易的望远镜
作品展示：
1.自制的望远镜能否看清楚远处的物体？
2.简要介绍如何制作的镜筒？
3.介绍制作过程中遇到了什么困难？
4.该望远镜还有哪些可以改进之处？
新知探究
任务三 展示交流
思考：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。
新知探究
任务三 展示交流
第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家伽利略。他第一个观测到木星的卫星，太阳黑子和月球上的环形山。
科学世界
大航海时期的望远镜
观察敌情
观测太空
科学世界
哈勃空间望远镜
世界最大单面望远镜
射电望远镜：中国天眼
科学世界
我们的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。太阳只是银河系中数千亿颗恒星中的一员，地球是太阳系中的一颗普通行星。
科学世界
1.望远镜物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成_____（选填“虚”或“实”）像，这个像是_________（选填“放大的”或“缩小的”），道理就像_________的镜头成像一样，目镜的作用则像一个_________用来把这个像放大。
实
缩小的
照相机
放大镜
2.物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和____________________有关。
物体到眼睛的距离
当堂反馈
3.对于天文爱好者用的望远镜，下列说法正确的是( )
A.通过望远镜最终看到的是正立的天体的像
B.所成的像比实际的天体小，但相对于眼睛的视角增大了，
最终会感觉天体变大了
C.最终看到的是一个实像
D.最终所成的像比实际的天体大
B
当堂反馈

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