人教版（2024）八年级上册（2024）第五章 透镜及其应用第5节 制作望远镜教案配套ppt课件

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（1）了解望远镜的构造和成像原理。（2）了解人类探索宇宙的过程。
设计一个望远镜，能够用它观察校园内远处的物体。
根据你的设计方案，选用合适的器材，制作一个望远镜。
（1）具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和生活中的物理道理。 （2）初步建立将科学技术应用于实际的意识。
日常生活中观察远处的物体时用什么器材？科学家在观察夜象时，用什么器材？
【实验器材】两个焦距不同的凸透镜。【实验步骤】①先用一个凸透镜(焦距大的)观察窗外远处的物体，注意成像情况.②再用另一个凸透镜(焦距小的)观察上面得到的物体的像，注意成像情况.③将两凸透镜的位置对调，再观察远处的物体，对比两次成像的大小.
1. 探究望远镜的原理
①先用一个焦距大的凸透镜观察窗外远处的物体，注意成像情况。
②再用焦距小的凸透镜观察上面得到的物体的像，注意成像情况。
成正立、放大的虚像，远处的物体看上去放大了。
两凸透镜的位置对调后，远处的物体看上去缩小了。
③将两凸透镜的位置对调，再观察远处的物体，对比两次成像的大小。
演示实验——《模拟望远镜》
2. 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。
望远镜有不同的类型，其中有一种望远镜是由两组凸透镜组成的， 也叫作开普勒望远镜。
3. 望远镜的原理
（1）物镜与目镜 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。
（2）望远镜的成像光路图
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。
（3）视角：从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。
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。
望远镜使我们观察远处物体的视角变大
远处物体经物镜成的像离眼睛很近，加上目镜的放大作用，视角就可以变很大。
（4）望远镜的放大倍率
如图所示，这样的望远镜（开普勒望远镜）的放大倍率为 n=f物/f目。其中，f物是物距的焦距，f目是目距的焦距。
视频讲解——《开普勒望远镜原理》
1.确定望远镜的放大倍率
自制的望远镜可以采用单片的凸透镜作为目镜和物镜。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
望远镜的物镜和目镜可以选择老人阅读用放大镜的镜片，也可以使用老花镜的镜片，还可以直接购买凸透镜。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。
在选择两块凸透镜时，除了需要满足焦距的要求，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。 由此，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。
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。如图所示，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。
根据所选凸透镜的焦距和直径制作镜筒。例如，可以选用如图所示的两块凸透镜。其中，物镜的焦距约为20cm，直径约为5cm；目镜的焦距约为10cm，直径约为4cm。想一想：对于图甲的制作方案，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，根据凸透镜的焦距、直径等数据，以及对镜筒长度的要求，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。 此外，还要考虑如何把物镜和目镜方便地固定在镜筒上。
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。
视频演示——《自己动手制作天文望远镜》
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?（1）第一种方法：如图所示，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（伽利略望远镜）。
1. 通过望远镜看到正立的像的方法
（2）第二种方法：是使用两个相互平行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。 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。
【例题1】“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十，亮度也有所增加，某天文爱好者为了研究这一现象，于是架设一台开普勒望远镜做进一步观察。关于该望远镜，下列说法正确的是（　　）
A．它的物镜和目镜都是凹透镜B．它的物镜相当于投影仪，用来把物体放大C．物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像D．它由两个透镜组成，靠近眼睛的为目镜，靠近被观测物体的为物镜
【例题2】如图所示用两只焦距不同的放大镜一前一后放在眼前观察远处的物体，下列说法中正确的是（ ）A. 两只放大镜对物体进行了两次放大B．两只放大镜组合在一起相当于一台显微镜C．两只放大镜组合在一起相当于一架望远镜D．将两只放大镜的位置对换后，观察同一物体的大小是相同的
1609年伽利略用自制的望远镜观察天体，以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。第一个观测到了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山。
伽利略望远镜（Galile telescpe）是指物镜是凸透镜而目镜是凹透镜的望远镜。意大利天文学家、物理学家伽利略1609年发明了人类历史上第一台天文望远镜。
1846年，科学家根据牛顿发现的万有引力定律，猜想天王星外还存在一颗未知的行星。不久，人们用望远镜在预测的位置发现了这颗行星，它被命名为“海王星”。
海王星是已知太阳系中离太阳最远的大行星。海王星的轨道半长轴为30.07天文单位，公转周期为164.8年，质量为17.147地球质量，半径为3.86地球半径。
为改进对星体的观察，1990年美国向太空发射了一台望远镜，叫哈勃太空望远镜，可以排除大气层的干扰，使人类观测宇宙的能力空前提高。
天文望远镜多用反射式望远镜，常用凹面镜作物镜。望远镜物镜的直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样它可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮。这一点在观测天空中的暗星时非常重要。
3.中国“天眼”射电望远镜
中国“天眼”500米口径球面射电望远镜工程由我国天文学家于1994年提出构想，从预研到建成历时22年，是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。
科学家通过“中国天眼”FAST发现了迄今为止唯一一例持续活跃的重复快速射电暴FRB 20190520B，并将其定位于一个距离我们30亿光年的矮星系。这一发现对于更好理解快速射电暴这一宇宙神秘现象具有重要意义。
宇宙是一个有层次的天体结构系统。（1）宇宙我们的宇宙中拥有上千亿个星系；（2）银河系银河系只是宇宙中上千亿个星系中的一个。银河系异常巨大，一束光穿越银河系需要10万年的时间。
（3）太阳系 太阳不过是银河系中几千亿颗恒星中的一员。太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星绕它运行，地球在离太阳比较近的第三条轨道上。此外，还有若干其他天体绕太阳转动。（4）地球 地球在离太阳比较近的第三条轨道上，是太阳系中的一颗普通行星。
视频欣赏——《哈勃望远镜拍摄的十大著名宇宙照片》
【例题3】探究宇宙的奥秘，一直是人类孜孜不倦的追求。下列关于宇宙及星体运动的说法正确的是（ ）A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动C．地球是绕太阳运动的一颗行星D．“日心说”是正确的，“地心说”是错误的
①构造：物镜（相当于照相机）、目镜（相当于放大镜）。②原理：远处物体首先通过物镜成倒立、缩小的实像； 目镜把物镜形成的实像放大，得到正立、放大的虚像。③视角：从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。 望远镜物镜所成的象比原物小，通过目镜放大，视角会变得很大。④放大倍率：n=f物/f目①制作两个镜筒；把物镜与目镜分别固定在镜筒一端。②调试：调节镜筒长度，在望远镜中可以看到远处的像。①探索宇宙历程：伽利略望远镜、哈勃空间望远镜、射电天文望远镜。②宇宙是个有层次的天体结构系统：宇宙、银河系、太阳系、地月系。
1．使用望远镜观察远处的物体，被观察物体通过物镜成一个__________(选填“放大”或“缩小”)的____(选填“实”或“虚”)像，这个像再通过目镜成一个_______(选填“放大”或“缩小”)的______(选填“实”或“像”)像，观察者就能看清楚远处的物体。通过这种望远镜所看到的物体是_________(选填“正立”或“倒立”)的。
2．如图所示是一种光学仪器的原理图，图中L1是物镜，L2是目镜，这种仪器是__________(选填“望远镜”或“显微镜”)，目镜的作用相当于__________(选填“放大镜”或“投影仪”)。
3.如图是天文爱好者所使用的望远镜，以下有关说法正确的是（ ）A．A镜是目镜，B镜是物镜B．太空中的星体通过A镜成的是虚像C．望远镜的物镜相当于投影仪D．通过目镜看到的是放大的虚像
4.2018年1月31日晚，我国几乎所有地区都欣赏到一轮“红月亮”高悬夜空的迷人景象。有很多天文爱好者使用望远镜欣赏美丽的月食景观，还有人用摄像头记录下整个过程。以下说法正确的是（　　）A．望远镜的物镜相当于投影仪B．通过望远镜的物镜成倒立缩小的实像C．通过摄像头所成的像是正立放大的虚像D．通过摄像头所成的像是正立放大的实像