5.5跨学科实践：制作望远镜 课件--2024-2025学年人教版物理八年级上册

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第五章 透镜及其应用八上物理 RJ5.5 跨学科实践：制作望远镜1.了解望远镜的基本结构和原理．2.通过体验与制作望远镜，让学生感受物理学与工程实践的联系，发展学生应用知识、分析和解决问题、动手实践的综合能力．学习目标视频演示：模拟望远镜 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。 根据透镜成像的知识，我们可以自己制作一个望远镜，或许你能用它作出新的发现呢!项目提出1.了解望远镜的基本原理。2.设计一个望远镜，能够用它观察校园内远处的物体。3.根据你的设计方案，选用合适的器材，制作一个望远镜。项目分析项目实施望远镜种类很多，下面以常见天文望远镜为例。1. 了解望远镜的基本原理（1）望远镜的构造 望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫物镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做目镜。（2）望远镜的原理 物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像。目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。两次成像，先缩小，后放大。远处物体射来的光（3）望远镜的成像光路图 物镜目镜 物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，这样的像应该是缩小的，为什么用望远镜观察物体时会感到像被放大了？ 原来，我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要，视角越大，对物体观察越清楚。（4）视角①视角的概念 从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。②影响视角的因素 物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。a.视角与物体大小有关: 物体到眼镜的距离一定时，大物体的视角大，小物体的视角小。b.视角与离物体远近有关: 物体大小一定时，看近处的物体，视角大，远处的物体视角小。（5）望远镜对视角的放大 望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。2.设计简易望远镜（1）确定望远镜的放大倍率 望远镜的放大倍率为： 物镜的焦距与目镜的焦距之比。 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。 （2）选择物镜和目镜 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。 温馨提醒：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；测量凸透镜的直径，以便于制作直径合适的镜筒。（3）设计镜筒 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。3.制作及调试望远镜（1）制作 根据所选凸透镜的焦距和直径制作镜筒。例如：物镜的焦距约为20 cm,直径约为5cm;目镜的焦距约为10 cm,直径约为4 cm。想一想：你有没有办法减小望远镜两个镜筒间的缝隙?另外，还应注意每段镜筒的长度需合适，以便留出前后调节的空间。 制作时，我们可以利用现成的圆筒状物品(如装羽毛球的筒),也可以通过截取适当尺寸的长方形纸板(如瓦楞纸板或其他材料),并把它卷起来制成镜筒，还要考虑如何把物镜和目镜方便地固定在镜筒上。（2）试用与调整 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。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。 向其他同学展示你的成果，介绍你的制作方案，分享你的收获。 例如，在制作望远镜的过程中，你发现了哪些问题?你是如何改进的?还要倾听其他同学的讲解，看看对你有什么启发。同学之间相互评价，比一比谁的望远镜更完善。展示交流 这里制作的望远镜，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的其他问题，设计解决的办法，让你的望远镜更加完善。拓展延伸（课后）