第五章  透鏡及其應(yīng)用5.5  顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡教學(xué)目標(biāo)：1.物理觀念：   （1）了解顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造和成像原理。   （2）了解人類探索宇宙的過(guò)程。   （3）了解“中國(guó)天眼”在人類探索宇宙中的作用及我國(guó)科學(xué)家建設(shè)“中國(guó)天眼”過(guò)程中的卓越貢獻(xiàn)。2.科學(xué)思維： 通過(guò)凸透鏡成像規(guī)律，用不同的透鏡觀察微小物體和遠(yuǎn)處的物體。3.科學(xué)探究： 通過(guò)自制望遠(yuǎn)鏡，感受物理應(yīng)用于實(shí)際的樂(lè)趣。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：（1）具有對(duì)科學(xué)的求知欲，樂(lè)于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理道理。 （2）初步建立將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的意識(shí)教學(xué)重點(diǎn)：透鏡的性質(zhì)教學(xué)難點(diǎn)：透鏡的應(yīng)用教學(xué)課時(shí)：1課時(shí)教學(xué)用具：多媒體、顯微鏡、放大鏡、凹透鏡、望遠(yuǎn)鏡。教學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)：一、 創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課2016年9月25日，世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）在我國(guó)貴州省正式投入使用，被稱為“中國(guó)天眼”。 FAST工程——500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡在貴州省平塘縣的喀斯特洼坑中落成啟用，開(kāi)始接收來(lái)自宇宙深處的電磁波。使得中國(guó)在這一領(lǐng)域的發(fā)展先進(jìn)了20年。南仁東（1945年2月-2017年9月15日），出生于吉林遼源，畢業(yè)于清華大學(xué)，中國(guó)天文學(xué)家，“中國(guó)天眼”的主要發(fā)起者和奠基人，“人民科學(xué)家”國(guó)家榮譽(yù)稱號(hào)獲得者。       南仁東曾任FAST工程首席科學(xué)家兼總工程師，主要研究領(lǐng)域?yàn)樯潆娞祗w物理和射電天文技術(shù)與方法，曾獲全國(guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先獎(jiǎng)、改革先鋒稱號(hào)、改革先鋒獎(jiǎng)?wù)隆?017年9月15日因病逝世，享年72歲。放大鏡能將被觀察的物體放大，能否利用兩個(gè)放大鏡組合觀察更微小的物體呢？二、新課講授，師生互動(dòng)（一）顯微鏡放大鏡是利用物距小于一倍焦距，凸透鏡成正立、放大的虛像工作的。 一般的放大鏡，放大的倍數(shù)有限，要看清楚動(dòng)植物的細(xì)胞等非常小的物體，就要使用顯微鏡。  顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡，每組透鏡的作用都相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡?？拷劬Φ耐雇哥R叫做目鏡，靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。來(lái)自被觀察物體的光經(jīng)過(guò)物鏡后成一個(gè)放大的實(shí)像，道理就像投影儀一樣；目鏡的作用則像一個(gè)普通的放大鏡，把這個(gè)像再放大一次。物鏡：?＜u＜2?，成倒立、放大的實(shí)像。目鏡：u＜?，成正立、放大的虛像。顯微鏡的放大倍數(shù)=物鏡放大倍數(shù)╳目鏡放大倍數(shù)     如果物鏡放大20倍，目鏡放大10倍，顯微鏡的放大倍數(shù)=20╳10=200經(jīng)過(guò)物鏡和目鏡兩次放大作用，我們就可以看到肉眼看不見(jiàn)的小物體，例如細(xì)胞。（二）、望遠(yuǎn)鏡         有一種望遠(yuǎn)鏡是由兩組凸透鏡組成的。靠近眼睛的叫做目鏡，靠近被觀察物體的叫做物鏡。物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點(diǎn)附近成實(shí)像，目鏡的作用相當(dāng)于放大鏡，用來(lái)把這個(gè)像放大。物鏡：u＞2?，成倒立、縮小的實(shí)像。目鏡：u＜?，成正立、放大的虛像。有的同學(xué)可能會(huì)有疑問(wèn)：物體距離物鏡很遠(yuǎn)，它的像卻離物鏡很近，根據(jù)前面的探究結(jié)果，這樣所成的像是縮小的。 為什么使用望遠(yuǎn)鏡觀察物體時(shí)會(huì)感覺(jué)到物體被放大了？我們能不能看清一個(gè)物體，它對(duì)我們的眼睛所成的“視角”的大小十分重要。望遠(yuǎn)鏡的物鏡所成的像雖然比原來(lái)的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角可以變得很大。望遠(yuǎn)鏡物鏡的直徑比我們眼睛的瞳孔大得多，這樣它可以會(huì)聚更多的光，使得所成的像更加明亮。 現(xiàn)代天文望遠(yuǎn)鏡都力求把物鏡的口徑加大，以便觀測(cè)到更暗的星。想想做做取兩個(gè)焦距不同的放大鏡，一只手握住一個(gè)，通過(guò)兩個(gè)透鏡看前面的物體。調(diào)整兩個(gè)放大鏡間的距離，直到看得最清楚為止。物體是變大了還是縮小了？把兩個(gè)放大鏡的位置前后對(duì)調(diào)，你有什么新發(fā)現(xiàn)？顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的區(qū)別  顯微鏡望遠(yuǎn)鏡物鏡成像條件?＜u＜2?u＞2?物鏡成像特點(diǎn)倒立放大實(shí)像倒立放大實(shí)像目鏡成像條件u＜?u＜?目鏡成像特點(diǎn)正立放大虛像正立放大虛像作用把微小物體放大把遠(yuǎn)處物體拉近 （三）、探索宇宙 第一位把望遠(yuǎn)鏡指向天空的是意大利物理學(xué)家伽利略。 1609年伽利略利用自制的望遠(yuǎn)鏡觀察天體，以確鑿的證據(jù)支持了哥白尼的“日心說(shuō)”。他還第一個(gè)觀察到了木星的衛(wèi)星、太陽(yáng)黑子和月球上的環(huán)形山。1856年，科學(xué)家根據(jù)牛頓發(fā)現(xiàn)的萬(wàn)有引力定律，猜想天王星外還存在一顆未知的行星，并計(jì)算出了這顆行星的運(yùn)動(dòng)軌道。不久，人們利用望遠(yuǎn)鏡在預(yù)測(cè)位置發(fā)現(xiàn)了這顆行星，它被命名為“海王星”。這一發(fā)現(xiàn)為萬(wàn)有引力定律提供了有力的支持。1990年，科學(xué)家把“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡送入太空，使人類觀察宇宙的能力空前提高。除光學(xué)望遠(yuǎn)鏡外，人們還發(fā)明了其他觀測(cè)太空的儀器，如射電望遠(yuǎn)鏡，這使得人類對(duì)宇宙的了解越來(lái)越深入。目前，人類觀測(cè)到的最遠(yuǎn)的天體距離我們約130億光年。也就是說(shuō)，如果一束光以3×108m/s的速度從這個(gè)天體發(fā)出，那么要經(jīng)過(guò)130億年才能到達(dá)地球。我們宇宙擁有上千億各星系，銀河系只是上千億個(gè)星系中的一個(gè)。銀河系非常大，一束光穿越銀河系需要十萬(wàn)年的時(shí)間。太陽(yáng)不過(guò)是銀河系中幾千億顆恒星中的一員。太陽(yáng)周圍有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星繞它運(yùn)行，地球在離太陽(yáng)比較近的第三條軌道上。此外，還有若干其他天體繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)。中國(guó)貴州有一臺(tái)球面射電望遠(yuǎn)鏡直徑達(dá)到500米，自從排名第二的305米美國(guó)阿雷西博天文望遠(yuǎn)鏡垮塌報(bào)廢后，第三名的望遠(yuǎn)鏡“綠岸”直徑只有100米，采集區(qū)面積還不到中國(guó)“天眼”的5%。 2022年9月21日電，我國(guó)科學(xué)家日前利用“中國(guó)天眼”FAST對(duì)一例位于銀河系外的快速射電暴開(kāi)展了深度觀測(cè)，首次探測(cè)到距離快速射電暴中心僅1個(gè)天文單位的周邊環(huán)境的磁場(chǎng)變化，向著揭示快速射電暴中心引擎機(jī)制邁出重要一步。FAST是中國(guó)500米口徑射電望遠(yuǎn)鏡陣列中的第一個(gè)，接下來(lái)我們還要再建設(shè)5座500米、“還能建更大的”射電望遠(yuǎn)鏡，通過(guò)天文干涉測(cè)量技術(shù)將這些龐然大物聯(lián)網(wǎng)，可以組成一臺(tái)超巨型望遠(yuǎn)鏡，足以領(lǐng)先世界50年！三、總結(jié)反思，超越自我1.顯微鏡。目鏡：靠近眼睛的一組透鏡，作用相當(dāng)于的放大鏡；物鏡：靠近被觀察物體，作用相當(dāng)于投影儀的鏡頭。物鏡：?＜u＜2?,成倒立、放大的實(shí)像目鏡：u＜?,成正立、放大的虛像 2.望遠(yuǎn)鏡。物鏡：使遠(yuǎn)處的物體在焦點(diǎn)附近成實(shí)像；目鏡：靠近眼睛，作用相當(dāng)于放大鏡。物鏡：u＞2?,成倒立、縮小的實(shí)像目鏡：u＜?,成正立、放大的虛像 3.探索宇宙。伽利略是第一位把望遠(yuǎn)鏡指向天空的物理學(xué)家。我們宇宙擁有上千億個(gè)星系。中國(guó)天眼是世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡。四、板書(shū)設(shè)計(jì)，整合提升1.顯微鏡。目鏡：靠近眼睛的一組透鏡，作用相當(dāng)于的放大鏡；物鏡：靠近被觀察物體，作用相當(dāng)于投影儀的鏡頭。物鏡：?＜u＜2?,成倒立、放大的實(shí)像目鏡：u＜?,成正立、放大的虛像 2.望遠(yuǎn)鏡。物鏡：使遠(yuǎn)處的物體在焦點(diǎn)附近成實(shí)像；目鏡：靠近眼睛，作用相當(dāng)于放大鏡。物鏡：u＞2?,成倒立、縮小的實(shí)像目鏡：u＜?,成正立、放大的虛像 3.探索宇宙。伽利略是第一位把望遠(yuǎn)鏡指向天空的物理學(xué)家。我們宇宙擁有上千億個(gè)星系。中國(guó)天眼是世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡。五、大海揚(yáng)帆，嘗試遠(yuǎn)航1. 關(guān)于顯微鏡的說(shuō)法不正確的是（      ）A.鏡筒的兩端各有一組透鏡          B.每組透鏡的作用相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡          C.靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡          D.物鏡是應(yīng)用物距大于2倍焦距時(shí)，凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像工作的          2．關(guān)于望遠(yuǎn)鏡說(shuō)法正確的是（      ）A. 望遠(yuǎn)鏡的目鏡一定是凸透鏡       B. 望遠(yuǎn)鏡的物鏡一定是凸透鏡C. 望遠(yuǎn)鏡的物鏡的工作原理是物距小于焦距，凸透鏡成正立、放大的像      D. 望遠(yuǎn)鏡的目鏡的工作原理是物距大于2倍焦距，凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像3．下列說(shuō)法不正確的是（      ）A.我們能不能看清物體，它對(duì)我們的眼睛所成的“視角”的大小十分重要B.望遠(yuǎn)鏡的物鏡所成的像雖然比原來(lái)的物體小，但它離我們的眼睛很近，視角變得很大C.望遠(yuǎn)鏡的物鏡的直徑比我們眼睛的瞳孔大得多，它可以會(huì)聚更多的光，所成像更明亮      D.現(xiàn)代天文望遠(yuǎn)鏡物鏡口徑加大，便于觀察更亮的星4．第一個(gè)把望遠(yuǎn)鏡指向天空的物理學(xué)家是（      ）A.伽利略         B.牛頓   C.哥白尼     D.開(kāi)普勒5．下列屬于顯微鏡的物鏡成像原理的是               （      ）A．?＜u＜2?，成倒立、放大的實(shí)像      B．u＞2?,成倒立、縮小的實(shí)像       C．u=2?, 成倒立、等大的實(shí)像     D．u＜?，成正立、放大的實(shí)像參考答案1.D；2.B；3.D；4.A；5.A。六、作業(yè)：P106.T1自制顯微鏡。簡(jiǎn)述放大鏡和水滴的工作原理。課外作業(yè)P106 T2。  教學(xué)反思：

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第5節(jié) 顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡

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