资源简介

(共25张PPT)
第五章 透镜及其应用
八年级
物 理
上
第5节 跨学科实践
制作望远镜
【2024新教材】
目录
01
课标解读
05
实验探究
02
学习目标
06
课堂总结
03
新知导入
07
作业布置
04
新知讲解
08
知识拓展
综合运用凸透镜成像的知识，经历设计—制作—调试—改进的完整过程；
制作一件简单的光学仪器，并对作品作出评价。
1.两级成像：物镜成倒立缩小的实像，目镜相当于放大镜；
2.一个新概念：视角——像虽小但离眼睛近，视角反而变大；
3.一条算法：放大倍率 ＝ 物镜焦距 ∶ 目镜焦距。
课标要求
课标分析
学习目标
1.说出望远镜的组成，知道物镜、目镜各自的作用。
2.能用"视角"解释望远镜为什么能把远处的物体"拉近"。
3.会按放大倍率挑选透镜，并算出镜筒的初始长度。
4.完成制作与调试，能诊断"看不清"的原因并改进。
新知导入
新知导入
科学家用巨大的天文望远镜接收遥远星系的信息，
郭守敬望远镜、"中国天眼"都是这样的"大眼睛"。
教材说：根据透镜成像的知识，你也可以自己做一个。
本节任务：用两块凸透镜做一台放大倍率 2~3 倍的望远镜，
能看清校园里远处的物体。
三步走：了解原理 → 设计方案 → 制作与调试，
最后展示交流并评价。
先留一个问题：物镜成的是缩小的像，
为什么看起来反而变大了？
　答案藏在"视角"两个字里，环节一就揭晓。
架在三脚架上的天文望远镜
了解望远镜的原理
环节一
这种望远镜由两组凸透镜组成：
① 靠近被观测物体的叫
物镜
；靠近眼睛的叫
目镜
② 物镜使远处的物体在焦点附近成
倒立、缩小的实像
（和照相机同理）
③ 这个像落在目镜的一倍焦距以内，目镜相当于一个
放大镜
★ 两级成像要分两步看：先看物镜成了什么像，再把那个像当作新的物体交给目镜。
光在望远镜里走了两步
物镜先成一个倒立、缩小的实像；目镜再把它放大成
正立、放大的虚像
　这里的"正立"是相对物镜所成的那个实像说的——相对原来的物体，看到的像仍然是倒立的。
★ 放大倍率 ＝ 物镜的焦距 ∶ 目镜的焦距（f物 ∶ f目）。
像明明缩小了，为什么看着变大
先做个小实验：同一支笔，一臂远和拿到眼前，哪个看起来大？
拿到眼前的
物体没变，变的是它对眼睛所成的
视角
——视角跟物体大小和物体到眼睛的距离都有关
★ 望远镜：像虽然小，但离眼睛很近，再经目镜放大，视角就变得很大——所以"近"了。
设计方案：测焦距、选透镜
环节二
第一步　用阳光法测出两块镜片的焦距（光斑最小最亮，量光心到白纸的距离），并量出直径。
第二步　按 放大倍率 ＝ f物 ∶ f目 分工：
焦距长的作物镜，焦距短的作目镜
　　　　例：20 cm 配 10 cm，放大倍率是
2 倍
追问：为什么物镜的直径还要大一些？
收集更多的光，像更亮
★ 倍率不要贪大（取 2~3 倍）：倍率越大，视野越窄、像越暗，也越难调。
活动一
给你的望远镜配一副镜片
实验探究
手里有四块凸透镜：甲 f＝5 cm、乙 f＝10 cm、丙 f＝15 cm、丁 f＝20 cm。
① 想要2 倍：物镜选
丁（20 cm）
，目镜选
乙（10 cm）
② 想要3 倍：物镜选
丙（15 cm）
，目镜选
甲（5 cm）
③ 用①这一组观察最远处的物体，两透镜间的距离约是
30 cm
★ 观察较近的物体时，这个距离还要再大一些——把镜筒拉长。
镜筒为什么要做成两段
物镜筒粗、目镜筒细，套在一起才能
前后调节
观察最远处的物体时，两透镜间的距离约等于
两透镜的焦距之和
制作与调试
环节三
【做】筒的内径比镜片略大；镜片用硬纸圈压住再用胶带固定，要正对筒口、不能歪；
　　　细筒插进粗筒，检查能不能顺畅滑动又不太松。
【调】目镜贴近眼睛，对着远处的物体，边推拉镜筒边看，直到像最清晰。
提醒：这种望远镜看到的像是
倒立
的——看地面景物会觉得上下颠倒，这是正常的
★ 安全：任何时候都不能用望远镜看太阳。
活动二
看不清？先按这三条查
实验探究
① 视野太窄 → 原因：
目镜焦距太短（倍率过大）
　→　换焦距长一点的目镜
② 像不清晰 → 原因：
镜筒长度没调到位，或两透镜不同轴
③ 像太暗 → 原因：
物镜口径太小，或筒内壁反光
　→　内壁糊一层黑纸
★ 工程上把这一步叫调试：不是反复拆了重做，而是按可能的原因逐条排查。
展示交流与评价
环节四
各组用自己的望远镜观察同一个目标，再介绍方案：
用了什么镜片、倍率多少、遇到过什么问题、怎么改的。
评价量表（自评＋互评，每项 A/B/C）：
　① 原理理解——能否用视角解释"为什么看着变大"；
　② 测量与选材——焦距测得准不准，倍率是否在 2~3 倍；
　③ 设计的合理性——两段可调、粗细搭配、初始长度取焦距之和；
　④ 制作与调试——能不能真的看清远处的物体，问题解决得怎么样；
　⑤ 交流与表达——讲得清不清楚，评价他人有没有依据。
望远镜到底把什么变大了
问：望远镜把远处的物体变大了吗？
没有
它把物体对眼睛所成的
视角
变大了。
所以看起来"近"了、"大"了——这也解释了两件事：
　① 为什么物镜的像是缩小的，最终看到的却是放大的；
　② 为什么倍率越大视野越窄——视角被放大的同时，能看进来的范围就变小了。
★ 一句话：望远镜没有把物体变大，它只是把物体对眼睛的视角变大了。
小试牛刀
1.填空：
　(1)望远镜由
物镜
和
目镜
两组凸透镜组成，靠近眼睛的是
目镜
；
　(2)物镜使远处的物体成
倒立、缩小
的
实
像，成像原理与
照相机
相同；
　(3)目镜的作用相当于一个
放大镜
，它成的是
正立、放大的虚像
。
三问就是两级成像的三步：谁在前谁在后、物镜成什么像、目镜起什么作用。
小试牛刀
2.小明用焦距 24 cm 和 8 cm 的两块凸透镜自制望远镜。
　(1)应选焦距
24 cm
的作物镜，因为放大倍率 ＝
f物 ∶ f目
；
　(2)这台望远镜的放大倍率是
3
倍；
　(3)观察最远处的物体时，两透镜间的距离约为
32
cm；观察较近的物体时应把镜筒
拉长
。
倍率 ＝ 24 cm ÷ 8 cm ＝ 3；最远处的间距 ＝ f物 ＋ f目 ＝ 24 cm ＋ 8 cm ＝ 32 cm。
看近处时物镜的像会往后移，所以要把两透镜的距离再拉大一些。
小试牛刀
3.判断并说明理由：
　(1)望远镜之所以能看清远处的物体，是因为它把物体
放大
了。这句话
错
；
　(2)正确的说法是：它把物体对眼睛所成的
视角
变大了；
　(3)若把目镜换成焦距更短的，放大倍率会
变大
，但视野会
变窄
、像会
变暗
。
(1)(2) 是本节最容易说错的一处：物体和它的像都没有被"变大"，变大的是视角。
(3) 倍率、视野、亮度三者互相牵制——这也是教材建议倍率只取 2~3 倍的原因。
课堂总结
课堂总结
一、结构——物镜（靠近物体）＋ 目镜（靠近眼睛），都是凸透镜
二、原理——物镜：u > 2f → 倒立、缩小的实像（像在焦点附近，同照相机）
　　　　　　目镜：像落在 u < f 处 → 正立、放大的虚像（同放大镜）
三、视角——视角跟物体大小和到眼睛的距离都有关；像小但很近＋目镜放大 → 视角大
四、选材——放大倍率 ＝ f物 ∶ f目；物镜焦距长、口径大，目镜焦距短、口径小
五、镜筒——两段套接可调；观察最远处时，两透镜间距 ≈ f物 ＋ f目
★ 一句话收口：望远镜没有把物体变大，它只是把物体对眼睛的视角变大了。
作业布置
知识准备　　完成分层练习"知识准备"6题（望远镜的组成、原理、选材与调节）
能力提升　　完成"能力提升"3题（数据表选透镜、镜筒怎么调、视野窄的诊断）
项目任务单　按五个任务做出自己的望远镜：原理梳理 → 测焦距选透镜 → 设计镜筒
　　　　　　　→ 制作与调试 → 展示交流；填好评价量表，下节课带作品来
拓展　　　　把镜筒内壁糊黑纸，比一比改进前后像的清晰程度
预习　　　　第六章 质量与密度：同样大的一块铁和一块木头，为什么轻重差这么多？
知识拓展：望远镜与宇宙探索
一、把望远镜指向天空的第一个人
　1609 年，伽利略用自制的望远镜观察天体，发现了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山，
　为哥白尼的日心说提供了确凿的证据。
二、"算"出来的行星
　1846 年，科学家根据万有引力定律猜想天王星外还有一颗行星并算出了它的轨道；
　不久，人们用望远镜在预测的位置上找到了它——海王星。
三、从地面到太空
　1990 年，哈勃空间望远镜送入太空，人类观测宇宙的能力空前提高；
　除光学望远镜外，还有射电望远镜等观测太空的仪器。
四、中国的两只"眼睛"
　2009 年郭守敬望远镜建成，2011 年启动光谱巡天，是世界上第一个获取光谱数突破千万量级的望远镜；
　2020 年，"中国天眼"正式开放运行，是目前全球单口径最大的射电望远镜。
Thanks!
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