人教版（2024）八年級(jí)上冊(cè)（2024）第五章透鏡及其應(yīng)用第5節(jié) 制作望遠(yuǎn)鏡教案配套ppt課件-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

（1）了解望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造和成像原理。（2）了解人類探索宇宙的過(guò)程。
設(shè)計(jì)一個(gè)望遠(yuǎn)鏡，能夠用它觀察校園內(nèi)遠(yuǎn)處的物體。
根據(jù)你的設(shè)計(jì)方案，選用合適的器材，制作一個(gè)望遠(yuǎn)鏡。
（1）具有對(duì)科學(xué)的求知欲，樂(lè)于探索自然現(xiàn)象和生活中的物理道理。（2）初步建立將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的意識(shí)。
日常生活中觀察遠(yuǎn)處的物體時(shí)用什么器材？科學(xué)家在觀察夜象時(shí)，用什么器材？
【實(shí)驗(yàn)器材】?jī)蓚€(gè)焦距不同的凸透鏡?！緦?shí)驗(yàn)步驟】①先用一個(gè)凸透鏡(焦距大的)觀察窗外遠(yuǎn)處的物體，注意成像情況.②再用另一個(gè)凸透鏡(焦距小的)觀察上面得到的物體的像，注意成像情況.③將兩凸透鏡的位置對(duì)調(diào)，再觀察遠(yuǎn)處的物體，對(duì)比兩次成像的大小.
1. 探究望遠(yuǎn)鏡的原理
①先用一個(gè)焦距大的凸透鏡觀察窗外遠(yuǎn)處的物體，注意成像情況。
②再用焦距小的凸透鏡觀察上面得到的物體的像，注意成像情況。
成正立、放大的虛像，遠(yuǎn)處的物體看上去放大了。
兩凸透鏡的位置對(duì)調(diào)后，遠(yuǎn)處的物體看上去縮小了。
③將兩凸透鏡的位置對(duì)調(diào)，再觀察遠(yuǎn)處的物體，對(duì)比兩次成像的大小。
演示實(shí)驗(yàn)——《模擬望遠(yuǎn)鏡》
2. 望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造
望遠(yuǎn)鏡由兩組透鏡組成，每組透鏡相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡?？拷挥^察物體的凸透鏡，焦距比較長(zhǎng)，叫物鏡?？拷劬Φ耐雇哥R，焦距比較短，叫做目鏡。
望遠(yuǎn)鏡有不同的類型，其中有一種望遠(yuǎn)鏡是由兩組凸透鏡組成的，也叫作開普勒望遠(yuǎn)鏡。
3. 望遠(yuǎn)鏡的原理
（1）物鏡與目鏡物鏡相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭，使遠(yuǎn)處的物體在焦點(diǎn)附近成倒立、縮小的實(shí)像。目鏡相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，成正立、放大的虛像。兩次成像，先縮小，后放大。
（2）望遠(yuǎn)鏡的成像光路圖
物體距離物鏡很遠(yuǎn)，它的像卻離物鏡很近，這樣的像應(yīng)該是縮小的，為什么用望遠(yuǎn)鏡觀察物體時(shí)會(huì)感到像被放大了？
原來(lái)，我們能不能看清一個(gè)物體，它對(duì)我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要，視角越大，對(duì)物體觀察越清楚。
（3）視角：從眼睛的中心向物體兩端所引的兩條直線的夾角。
物體對(duì)眼睛所成視角的大小不僅和物體本身的大小有關(guān)，還和物體到眼睛的距離有關(guān)。
（a）視角與物體大小有關(guān):物體到眼鏡的距離一定時(shí)，大物體的視角大，小物體的視角小。
（b）視角與物體遠(yuǎn)近有關(guān):物體大小一定時(shí)，看近處的物體，視角大，遠(yuǎn)處的物體視角小。
望遠(yuǎn)鏡使我們觀察遠(yuǎn)處物體的視角變大
遠(yuǎn)處物體經(jīng)物鏡成的像離眼睛很近，加上目鏡的放大作用，視角就可以變很大。
（4）望遠(yuǎn)鏡的放大倍率
如圖所示，這樣的望遠(yuǎn)鏡（開普勒望遠(yuǎn)鏡）的放大倍率為 n=f物/f目。其中，f物是物距的焦距，f目是目距的焦距。
視頻講解——《開普勒望遠(yuǎn)鏡原理》
1.確定望遠(yuǎn)鏡的放大倍率
自制的望遠(yuǎn)鏡可以采用單片的凸透鏡作為目鏡和物鏡。為了讓成像質(zhì)量好一些，其放大倍率不宜過(guò)大，取放大倍率為2~3倍即可。
2. 選擇物鏡和目鏡
望遠(yuǎn)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(gòu)買凸透鏡。利用本章所學(xué)知識(shí)測(cè)量凸透鏡的焦距，并根據(jù)放大倍數(shù)的要求，選擇適當(dāng)焦距的凸透鏡分別作為物鏡和目鏡。
在選擇兩塊凸透鏡時(shí)，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(cè)量凸透鏡的直徑，以便于制作直徑合適的鏡筒。由此，應(yīng)選擇焦距較長(zhǎng)、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。
在用望遠(yuǎn)鏡對(duì)不同遠(yuǎn)近的物體進(jìn)行觀察時(shí)，需要調(diào)節(jié)兩塊凸透鏡間的距離。如圖所示，鏡筒可以設(shè)計(jì)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(shí)調(diào)節(jié)。觀察最遠(yuǎn)處的物體時(shí)，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(shí)，兩塊凸透鏡間的距離要稍大一些。
根據(jù)所選凸透鏡的焦距和直徑制作鏡筒。例如，可以選用如圖所示的兩塊凸透鏡。其中，物鏡的焦距約為20cm，直徑約為5cm；目鏡的焦距約為10cm，直徑約為4cm。想一想：對(duì)于圖甲的制作方案，你有沒(méi)有辦法減小望遠(yuǎn)鏡兩個(gè)鏡筒間的縫隙?另外，還應(yīng)注意每段鏡筒的長(zhǎng)度需合適，以便留出前后調(diào)節(jié)的空間。
制作時(shí)，根據(jù)凸透鏡的焦距、直徑等數(shù)據(jù)，以及對(duì)鏡筒長(zhǎng)度的要求，我們可以利用現(xiàn)成的圓筒狀物品（如裝羽毛球的筒），也可以通過(guò)截取適當(dāng)尺寸的長(zhǎng)方形紙板（如瓦楞紙板或其他材料），并把它卷起來(lái)制成鏡筒。此外，還要考慮如何把物鏡和目鏡方便地固定在鏡筒上。
把目鏡鏡筒插入物鏡鏡筒內(nèi)，把目鏡放到眼前，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀察遠(yuǎn)處的物體。在觀察時(shí)要通過(guò)對(duì)鏡筒長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)，改變物鏡與目鏡間的距離，直到在望遠(yuǎn)鏡中看到遠(yuǎn)處物體清晰的像為止。
視頻演示——《自己動(dòng)手制作天文望遠(yuǎn)鏡》
這里制作的望遠(yuǎn)鏡使用了兩塊凸透鏡，觀察到的遠(yuǎn)處物體的像是倒立的，怎樣才能通過(guò)望遠(yuǎn)鏡看到正立的像呢?（1）第一種方法：如圖所示，物鏡使用凸透鏡，目鏡使用凹透鏡，望遠(yuǎn)鏡所成的像就是正立的了（伽利略望遠(yuǎn)鏡）。
1. 通過(guò)望遠(yuǎn)鏡看到正立的像的方法
（2）第二種方法：是使用兩個(gè)相互平行的平面反射裝置把所成的像先上下顛倒一次，再左右顛倒一次。請(qǐng)你利用上面的方法改進(jìn)你制作的望遠(yuǎn)鏡，也可以針對(duì)你發(fā)現(xiàn)的望遠(yuǎn)鏡的其他問(wèn)題，設(shè)計(jì)解決的辦法，讓你的望遠(yuǎn)鏡更加完善。
【例題1】“超級(jí)月亮”比正常時(shí)的月亮要大百分之二十，亮度也有所增加，某天文愛(ài)好者為了研究這一現(xiàn)象，于是架設(shè)一臺(tái)開普勒望遠(yuǎn)鏡做進(jìn)一步觀察。關(guān)于該望遠(yuǎn)鏡，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．它的物鏡和目鏡都是凹透鏡B．它的物鏡相當(dāng)于投影儀，用來(lái)把物體放大C．物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點(diǎn)附近成虛像D．它由兩個(gè)透鏡組成，靠近眼睛的為目鏡，靠近被觀測(cè)物體的為物鏡
【例題2】如圖所示用兩只焦距不同的放大鏡一前一后放在眼前觀察遠(yuǎn)處的物體，下列說(shuō)法中正確的是（）A. 兩只放大鏡對(duì)物體進(jìn)行了兩次放大B．兩只放大鏡組合在一起相當(dāng)于一臺(tái)顯微鏡C．兩只放大鏡組合在一起相當(dāng)于一架望遠(yuǎn)鏡D．將兩只放大鏡的位置對(duì)換后，觀察同一物體的大小是相同的
1609年伽利略用自制的望遠(yuǎn)鏡觀察天體，以確鑿的證據(jù)支持了哥白尼的“日心說(shuō)”。第一個(gè)觀測(cè)到了木星的衛(wèi)星、太陽(yáng)黑子和月球上的環(huán)形山。
伽利略望遠(yuǎn)鏡（Galile telescpe）是指物鏡是凸透鏡而目鏡是凹透鏡的望遠(yuǎn)鏡。意大利天文學(xué)家、物理學(xué)家伽利略1609年發(fā)明了人類歷史上第一臺(tái)天文望遠(yuǎn)鏡。
1846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。不久，人們用望遠(yuǎn)鏡在預(yù)測(cè)的位置發(fā)現(xiàn)了這顆行星，它被命名為“海王星”。
海王星是已知太陽(yáng)系中離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的大行星。海王星的軌道半長(zhǎng)軸為30.07天文單位，公轉(zhuǎn)周期為164.8年，質(zhì)量為17.147地球質(zhì)量，半徑為3.86地球半徑。
為改進(jìn)對(duì)星體的觀察，1990年美國(guó)向太空發(fā)射了一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，叫哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，可以排除大氣層的干擾，使人類觀測(cè)宇宙的能力空前提高。
天文望遠(yuǎn)鏡多用反射式望遠(yuǎn)鏡，常用凹面鏡作物鏡。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。這一點(diǎn)在觀測(cè)天空中的暗星時(shí)非常重要。
3.中國(guó)“天眼”射電望遠(yuǎn)鏡
中國(guó)“天眼”500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡工程由我國(guó)天文學(xué)家于1994年提出構(gòu)想，從預(yù)研到建成歷時(shí)22年，是具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡。
科學(xué)家通過(guò)“中國(guó)天眼”FAST發(fā)現(xiàn)了迄今為止唯一一例持續(xù)活躍的重復(fù)快速射電暴FRB 20190520B，并將其定位于一個(gè)距離我們30億光年的矮星系。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于更好理解快速射電暴這一宇宙神秘現(xiàn)象具有重要意義。
宇宙是一個(gè)有層次的天體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。（1）宇宙我們的宇宙中擁有上千億個(gè)星系；（2）銀河系銀河系只是宇宙中上千億個(gè)星系中的一個(gè)。銀河系異常巨大，一束光穿越銀河系需要10萬(wàn)年的時(shí)間。
（3）太陽(yáng)系太陽(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)。（4）地球地球在離太陽(yáng)比較近的第三條軌道上，是太陽(yáng)系中的一顆普通行星。
視頻欣賞——《哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的十大著名宇宙照片》
【例題3】探究宇宙的奧秘，一直是人類孜孜不倦的追求。下列關(guān)于宇宙及星體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是（）A．地球是宇宙的中心，太陽(yáng)、月亮及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)B．太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)C．地球是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的一顆行星D．“日心說(shuō)”是正確的，“地心說(shuō)”是錯(cuò)誤的
①構(gòu)造：物鏡（相當(dāng)于照相機(jī)）、目鏡（相當(dāng)于放大鏡）。②原理：遠(yuǎn)處物體首先通過(guò)物鏡成倒立、縮小的實(shí)像；目鏡把物鏡形成的實(shí)像放大，得到正立、放大的虛像。③視角：從眼睛的中心向物體兩端所引的兩條直線的夾角。望遠(yuǎn)鏡物鏡所成的象比原物小，通過(guò)目鏡放大，視角會(huì)變得很大。④放大倍率：n=f物/f目①制作兩個(gè)鏡筒；把物鏡與目鏡分別固定在鏡筒一端。②調(diào)試：調(diào)節(jié)鏡筒長(zhǎng)度，在望遠(yuǎn)鏡中可以看到遠(yuǎn)處的像。①探索宇宙歷程：伽利略望遠(yuǎn)鏡、哈勃空間望遠(yuǎn)鏡、射電天文望遠(yuǎn)鏡。②宇宙是個(gè)有層次的天體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：宇宙、銀河系、太陽(yáng)系、地月系。
1．使用望遠(yuǎn)鏡觀察遠(yuǎn)處的物體，被觀察物體通過(guò)物鏡成一個(gè)__________(選填“放大”或“縮小”)的____(選填“實(shí)”或“虛”)像，這個(gè)像再通過(guò)目鏡成一個(gè)_______(選填“放大”或“縮小”)的______(選填“實(shí)”或“像”)像，觀察者就能看清楚遠(yuǎn)處的物體。通過(guò)這種望遠(yuǎn)鏡所看到的物體是_________(選填“正立”或“倒立”)的。
2．如圖所示是一種光學(xué)儀器的原理圖，圖中L1是物鏡，L2是目鏡，這種儀器是__________(選填“望遠(yuǎn)鏡”或“顯微鏡”)，目鏡的作用相當(dāng)于__________(選填“放大鏡”或“投影儀”)。
3.如圖是天文愛(ài)好者所使用的望遠(yuǎn)鏡，以下有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．A鏡是目鏡，B鏡是物鏡B．太空中的星體通過(guò)A鏡成的是虛像C．望遠(yuǎn)鏡的物鏡相當(dāng)于投影儀D．通過(guò)目鏡看到的是放大的虛像
4.2018年1月31日晚，我國(guó)幾乎所有地區(qū)都欣賞到一輪“紅月亮”高懸夜空的迷人景象。有很多天文愛(ài)好者使用望遠(yuǎn)鏡欣賞美麗的月食景觀，還有人用攝像頭記錄下整個(gè)過(guò)程。以下說(shuō)法正確的是（　?。〢．望遠(yuǎn)鏡的物鏡相當(dāng)于投影儀B．通過(guò)望遠(yuǎn)鏡的物鏡成倒立縮小的實(shí)像C．通過(guò)攝像頭所成的像是正立放大的虛像D．通過(guò)攝像頭所成的像是正立放大的實(shí)像

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