資源簡介

(共23張PPT)
第五章 透鏡及其應用
第 5 節 跨學科實踐：制作望遠鏡
同學們請看這個星球圖片，然后嘗
試利用實驗箱里的器材，比一比誰最先 找到“火星”兩個字吧。
學生活動 1
尋找火星
項目提出
火星
如何制作一個望遠鏡？
明確任務
了解望遠鏡的基本原理。
設計一個望遠鏡，能夠用它觀察校園內遠處的物體。
根據你的設計方案，選用合適的器材，制作一個望遠 鏡并調試。
項目分析
項目實施
1.了解望遠鏡的基本原理
鏡筒
物鏡
目鏡
望遠鏡的主要結構是什么？
學生活動 2
嘗試用一個凸透鏡看墻上的字
使用一個凸透鏡可以實現望遠功能嗎？ f＝5 cm f＝10 cm
試一試用焦距 10 cm 的凸透鏡看墻上的字。
[思考與討論]
估測字到凸透鏡的距離，結合給定的焦 距，分析與論證此時該凸透鏡成什么樣的像。
當物體距離凸透鏡足夠遠時，成像會非常小。有什么辦法可 以放大物體的像？
學生活動 3
嘗試使用兩塊凸透鏡組合看墻上的字
嘗試使用兩塊凸透鏡組合，再次觀察墻上的字， f＝5 cm f＝10 cm
試著像望遠鏡那樣，調節物鏡（f＝10 cm）與目鏡
（f＝5 cm）間的距離，達到最佳的觀測效果。
建議：固定物鏡，前后移動目鏡，觀察成像情況。
[思考與討論]
物鏡和目鏡分別對應凸透鏡的哪種應用？分別起到什么作用？
目鏡
正立、放大、虛像 相當于放大鏡
物鏡和目鏡分別對應凸透鏡的哪種應用？分別起到什
么作用？
物鏡 倒立、縮小、實像 相當于照相機
思考：使用望遠鏡看到的像是比物體本身大還是小？
為什么使用望遠鏡觀察物體時感覺物體被放大了呢？
用望遠鏡看物體，物體不是真的放大了，而是人看到的像近了，視角 大了，看得就清晰了。


物體大小一定 時，物體越靠近眼 睛，視角越大，我 們看得就越清晰。
視角小
視角大
f＝5 cm f＝10 cm
嘗試交換物鏡和目鏡，再次觀察遠處的物體，你有什
么新發現？
如果要制作一個望遠鏡，應該選擇什么樣的凸透鏡做
物鏡，什么樣的凸透鏡做目鏡？
物鏡
目鏡
f物
望遠鏡的放大倍率＝
f目
f物是物鏡的焦距，f目是目鏡的焦距。 注：為了讓成像質量好一些，其放大倍
率不宜過大，取放大倍數為 2~3 倍即可。
2.設計簡易望遠鏡
(1)確定望遠鏡的放大倍率
放大倍率定為 2。
(2)選擇物鏡和目鏡
提供焦距分別是 10 cm 和 20 cm 的凸 透鏡，根據之前分析的情況，焦距 10 cm 的凸透鏡是目鏡，焦距 20 cm 的凸透鏡是 物鏡。
物鏡
目鏡
思考：只用兩個凸透鏡組合可以使遠處物體的像拉近、
放大，相較于手持望遠鏡，還有什么不足之處？
測量并分析最佳成像距離
使用望遠鏡時，我們需要前后移 動鏡筒，調節物鏡與目鏡的距離，可 以看到一個最大、最清晰的像。
如何準確確定成像的最佳距離？
學生活動 4
實驗步驟：
①如圖所示組裝實驗器材，調節 F 形發光物體、兩個不同焦距 的凸透鏡，使三者中心位于同一水平高度；
②將 F 形發光物體放在 98 cm 刻度線處，物鏡(f＝10 cm)放在 20 cm 刻度線處，前后調節目鏡(f＝5 cm)直至眼睛透過凸透鏡看到 F 形發光物體最大、最清晰的像。記錄物鏡與目鏡之間的距離。
在觀察遠處物體時，我們這種望遠鏡最佳成像間距約
為物鏡焦距與目鏡焦距之和，即 f物＋f目。
物鏡
目鏡
目鏡
(3)設計鏡筒
鏡筒可以遮光，設計成兩段，且兩個鏡筒的長度之和應 略大于最佳成像間距（物鏡和目鏡的焦距之和，即 30 cm）。
物鏡
3.制作和調試望遠鏡
(1)制作
觀察手持望遠鏡，嘗試使用凸透鏡、瓦楞紙、剪刀、膠帶 等材料，通過小組合作，自制一個望遠鏡，實現望遠功能。
已知物鏡的焦距約為 20 cm，直徑約為 5 cm；
目鏡的焦距約為 10 cm，直徑約為 4 cm。小組思 考并討論：如何用瓦楞紙更容易地制作出更美觀 的鏡筒？如何進行鏡筒的連接？有沒有辦法減小 望遠鏡兩個鏡筒間的縫隙？如何將鏡片固定在鏡 筒上？
注意：每段鏡筒的長度需合適，以便留出前 后調節的空間。使用剪刀要注意安全。
(2)試用與調整
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清晰的像為止。
作品展示
能否實現望遠功能？
簡要介紹如何制作的鏡筒；
介紹制作過程中遇到了哪些困難？
通過本節課的學習，你有什么體會和收獲？
展示交流
了解原理
設計結構、 選擇材料
制作與調試
如何制作一 個望遠鏡？
明確目的
原理
設計
制作與調試
項目提出
項目分析
項目實施
展示交流
遇到的困難
解決的方案
收獲與感悟
活動小結

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