資源簡介

跨學科實踐：制作望遠鏡
第5節
第五章 透鏡及其應用
（人教版）八年級
上
01
新課標要求+課標解讀
02
學習目標
1. 了解望遠鏡的發展歷程。
2. 了解望遠鏡的基本原理。
3. 設計一個望遠鏡，能夠用它觀察校園內遠處的物體。
4. 根據你的設計方案，選用合適的器材，制作一個望遠鏡并進行調試。
03
課堂導入
美麗的夜空繁星點點，看起來讓人心曠神怡，為之向往。
古人就有夜觀星象（天象），繁星運動的軌跡來推斷一些事情即將發生的技能。
現在我們利用所學的知識，還能在肉眼的基礎之上看得更清楚。
03
課堂導入
抗日電視劇亮劍中，多次出現的這個裝備叫做“望遠鏡”，它的作用是能讓軍人看見更遠的物體，這個他的原理你知道嗎？能否利用身邊的物品自己也做一個簡易版的望遠鏡呢？
04
望遠鏡的歷史發展
伽利略望遠鏡（1609年）（折射式）：世界上第一臺有記載的望遠鏡。
優點：直接成正立的像；
缺點：有色差，看到的都是五顏六色的物體（折射式望遠鏡都有這樣的缺點）。
04
望遠鏡的歷史發展
開普勒望遠鏡（1611年）（折射式）
04
望遠鏡的歷史發展
牛頓望遠鏡（1643~1727）（第一臺反射式望遠鏡）：不存在色差問題，看到什么顏色就是什么顏色。
04
望遠鏡的歷史發展
葉凱式望遠鏡（1897）（最大的折射式望遠鏡）
04
望遠鏡的歷史發展
海爾望遠鏡（1948）（最大的反射式望遠鏡）
04
望遠鏡的歷史發展
哈勃望遠鏡（1990）
04
望遠鏡的歷史發展
凱克望遠鏡(1991)(直徑10m的望遠鏡)、用小鏡片拼接而成，同時還融入了計算機技術
04
望遠鏡的歷史發展
郭守敬望遠鏡（2009）
04
望遠鏡的歷史發展
貴州天眼（2020）
05
望遠鏡的原理
望遠鏡有不同的類型，其中有一種望遠鏡是由兩組凸透鏡組成的。靠近眼睛的叫作目鏡，靠近被觀測物體的叫作物鏡(圖5.5-2)。
物鏡的作用：使遠處的物體在焦點附近成實像。
目鏡的作用：相當于放大鏡，用來把這個像放大。
兩組凸透鏡的組合望遠鏡也叫開普勒望遠鏡。
縮小的像
放大的像
細心的同學可能會有疑問：物體距離物鏡很遠，它的像卻離物鏡很近，根據前面探究的結果，這樣所成的像是縮小的，為什么使用望遠鏡觀察物體時會感到物體被放大了呢?
原來，我們能不能看清一個物體，它對我們的眼睛所成“視角”(圖5.5-3)的大小十分重要。視角的大小不僅和物體本身的大小有關，還和物體到眼睛的距離有關。望遠鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得很大。
05
望遠鏡的原理
視角：視線與顯示器等的垂直方向所成的角度，觀察物體時，從物體兩端(上、下或左、右)引出的光線在人眼光心處所成
的夾角。物體的尺寸越小，離觀察者越遠，則視角越小。正常眼能區分物體上的兩個點的最小視角約為1分。
06
制作簡易望遠鏡
（1）確定望遠鏡的放大倍率（物鏡的焦距與目鏡的焦距之比）：自制的望遠鏡可以采用單片的凸透鏡作為目鏡和物 鏡。為了讓成像質量好一些，其放大倍率不宜過大，取放大倍率為2~3倍即可。
（2）準備購買裝備：望遠鏡的物鏡和目鏡可以選擇老人閱讀用放大鏡的鏡片，也可以使用老花鏡的鏡片，還可以直接購買凸透鏡。
06
制作簡易望遠鏡
放大鏡
老花鏡
凸透鏡
（3）測量購買透鏡的焦距：利用本章所學知識測量凸透鏡的焦距，并根據放大倍率的要求，選擇適當焦距的凸透鏡分別作為物鏡和目鏡。
06
制作簡易望遠鏡
（4）測量透鏡直徑：在選擇兩塊凸透鏡時，除了需要滿足焦距的要求， 物鏡的直徑還要比目鏡的直徑大一些。測量凸透鏡的直徑，以便制作直徑合適的鏡筒由此，應選擇焦距較長、直徑較大的凸透鏡作為物鏡，焦距較短、直徑較小的凸透鏡作為目鏡。
06
制作簡易望遠鏡
目鏡
物鏡
目鏡筒
（5）設計鏡筒：在用望遠鏡對不同遠近的物體進行觀察時，需要調節兩塊凸透鏡間的距離。如圖所示，鏡筒可以設計成兩段，讓物鏡的鏡筒較目鏡的鏡筒粗一些，這樣套在一起，便于在使用時調節。
觀察最遠處的物體時，兩塊凸透鏡間的距離約等于兩塊凸透鏡的焦距之和；觀察較近處的物體時，兩塊凸透鏡間的距離要稍大一些。
06
制作簡易望遠鏡
06
制作簡易望遠鏡
（6）制作望遠鏡鏡筒：根據所選凸透鏡的焦距和直徑制作鏡筒。例如，可以選用如圖 5.5-5 所示的兩塊凸透鏡。其中，物鏡的焦距約為20 cm，直徑約為5cm；目鏡的焦距約為10cm直徑約為4 cm。想一想：對于圖5.5-4的制作方案，你有沒有辦法減小望遠鏡兩個鏡筒間的縫隙?另外，還應注意每段鏡筒的長度需合適，以便留出前后調節的空間。
（6）制作望遠鏡制作時，根據凸透鏡的焦距、直徑等數據，以及對鏡筒長度的要求，我們可以利用現成的圓筒狀物品(如裝羽毛球的筒)，也可以通過截取適當尺寸的長方形紙板(如瓦楞紙板或其他材料)，并把它卷起來制成鏡筒(圖5.5-6)。此外，還要考慮如何把物鏡和目鏡方便地固定在鏡筒上。
06
制作簡易望遠鏡
（7）試用與調整：把目鏡鏡筒插入物鏡鏡筒內，把目鏡放到眼前，通過望遠鏡觀察遠處的物體。在觀察時要通過對鏡筒長度的調節，改變物鏡與目鏡間的距離，直到在望遠鏡中看到遠處物體清晰的像為止。
06
制作簡易望遠鏡
模擬望遠鏡
望遠鏡的改進
07
顯微鏡
顯微鏡的結構
目鏡：靠近眼睛的透鏡，一個凸透鏡。
物鏡：靠近物體的透鏡，一個凸透鏡。
載物臺：承載被觀察物體。
反光鏡：一面是平面鏡（在光線強時用），一面是凹面鏡（在光線弱時用，會聚光線。）
一架生物實
驗室常用的顯微鏡
靠近眼睛
的凸透鏡
靠近被觀察
物體的凸透鏡
顯微鏡成像的基本原理
物鏡：物鏡成像與投影儀一樣，使物體成倒立、放大的實像；
目鏡：目鏡成像與放大鏡一樣，成正立、放大的虛像。
注意，此時物體通過整個顯微鏡所成的像是：倒立、放大的虛像。
顯微鏡的放大倍數：微小的物體通過顯微鏡后被兩次放大，因此，顯微鏡的放大倍數=物鏡的放大倍數×目鏡的放大倍數。
07
顯微鏡
07
顯微鏡
08
習題練習
D
08
習題練習
D
08
習題練習
B
08
習題練習
D
08
習題練習
C
09
作業布置
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展開更多......

收起↑