2024秋新人教版物理八年級上冊教學課件 5.5 跨學科實踐：制作望遠鏡

第五章透鏡及其應用望遠鏡被譽為“洞察宇宙的眼睛”。從伽利略開始用自制望遠鏡觀察月亮，到現(xiàn)在科學家用巨大的郭守敬望遠鏡探測遙遠的星系，望遠鏡在人類認識宇宙的過程中作出了重大的貢獻。許多光學天文望遠鏡和日常生活中使用的望遠鏡中都有透鏡。透鏡對光有哪些作用呢?透鏡成像又有哪些規(guī)規(guī)律呢┈┈第5節(jié)

跨學科實踐：制作望遠鏡科學家利用巨大的天文望遠鏡接收來自遙遠星系的信息。通過分析這些信息，人們對宇宙了解得越來越深入了。如圖所示，你能根據(jù)透鏡成像的知識，自己制作一個望遠鏡嗎?或許你能用它作出新的發(fā)現(xiàn)呢!第5節(jié)

跨學科實踐：制作望遠鏡導入新課01了解望遠鏡的基本原理。02設計一個望遠鏡，能夠用它觀察校園內(nèi)遠處的物體。03根據(jù)你的設計方案，選用合適的器材，制作一個望遠鏡。學習目標第5節(jié)

跨學科實踐：制作望遠鏡制作望遠鏡一第5節(jié)

跨學科實踐：制作望遠鏡【實驗器材】兩個焦距不同的凸透鏡?！緦嶒灢襟E】①先用一個凸透鏡(焦距大的)觀察窗外遠處的物體，注意成像情況.②再用另一個凸透鏡(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調(diào)，再觀察遠處的物體，對比兩次成像的大小.用凸透鏡觀察物體1.探究望遠鏡的原理望遠鏡的基本原理一①將焦距較大的透鏡放在焦距較小的透鏡前面，觀察物體，物體成倒立、放大的像，遠處的物體看上去放大了（圖甲）。②將兩凸透鏡的位置對調(diào)，將焦距較小的透鏡放在焦距較大的透鏡前面，再觀察遠處的物體，物體成倒立、縮小的像，（圖乙）。【分析論證，歸納結論】圖乙圖甲望遠鏡的基本原理一演示實驗——《模擬望遠鏡》

望遠鏡的基本原理一2.望遠鏡的構造望遠鏡的基本原理一望遠鏡由兩組透鏡組成，每組透鏡相當于一個凸透鏡。靠近被觀察物體的凸透鏡，焦距比較長，叫物鏡?？拷劬Φ耐雇哥R，焦距比較短，叫做目鏡。望遠鏡有不同的類型，其中有一種望遠鏡是由兩組凸透鏡組成的，也叫作開普勒望遠鏡。3.望遠鏡的原理（1）物鏡與目鏡物鏡相當于照相機的鏡頭，使遠處的物體在焦點附近成倒立、縮小的實像。目鏡相當于一個放大鏡，成正立、放大的虛像。兩次成像，先縮小，后放大。遠處物體射來的光（2）望遠鏡的成像光路圖

物鏡：相當于照相機的鏡頭，成倒立、縮小的實像目鏡：相當于放大鏡，成正立、放大的虛像。物鏡目鏡F目F物F目F物望遠鏡的基本原理一（3）視角物體距離物鏡很遠，它的像卻離物鏡很近，這樣的像應該是縮小的，為什么用望遠鏡觀察物體時會感到像被放大了？①視角的概念原來，我們能不能看清一個物體，它對我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要，視角越大，對物體觀察越清楚。視角的大小不僅和物體本身的大小有關，還和物體到眼睛的距離有關。望遠鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得很大。望遠鏡的基本原理一物鏡成倒立、縮小的實像。目鏡成正立、放大的虛像。物鏡目鏡焦點②望遠鏡對視角的放大用望遠鏡觀察物體時，望遠鏡所成的像離我們的眼睛很近，增大了視角，因而通過望遠鏡能清楚地看到遠處的物體。α視角變大遠處物體望遠鏡的基本原理一（4）望遠鏡的放大倍率如圖所示，這樣的望遠鏡（開普勒望遠鏡）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。望遠鏡的基本原理一望遠鏡的基本原理一視頻講解——《開普勒望遠鏡原理》

1.確定望遠鏡的放大倍率自制的望遠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，其放大倍率不宜過大，取放大倍率為2——3倍即可。設計簡易望遠鏡二2.選擇物鏡和目鏡望遠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，還可以直接購買凸透鏡。利用本章所學知識測量凸透鏡的焦距，并根據(jù)放大倍數(shù)的要求，選擇適當焦距的凸透鏡分別作為物鏡和目鏡。設計簡易望遠鏡二利用太陽光測量凸透鏡的焦距利用平行光測量凸透鏡的焦距在選擇兩塊凸透鏡時，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。測量凸透鏡的直徑，以便于制作直徑合適的鏡筒。由此，應選擇焦距較長、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。設計簡易望遠鏡二3.設計鏡筒在用望遠鏡對不同遠近的物體進行觀察時，需要調(diào)節(jié)兩塊凸透鏡間的距離。如圖所示，鏡筒可以設計成兩段，讓物鏡的鏡筒較目鏡的鏡筒粗一些，這樣套在一起，便于在使用時調(diào)節(jié)。觀察最遠處的物體時，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，兩塊凸透鏡間的距離要稍大一些。設計簡易望遠鏡二自制望遠鏡的結構根據(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：對于圖甲的制作方案，你有沒有辦法減小望遠鏡兩個鏡筒間的縫隙?另外，還應注意每段鏡筒的長度需合適，以便留出前后調(diào)節(jié)的空間。制作及調(diào)試望遠鏡三1.制作甲自制望遠鏡的結構制作及調(diào)試望遠鏡三制作時，根據(jù)凸透鏡的焦距、直徑等數(shù)據(jù)，以及對鏡筒長度的要求，我們可以利用現(xiàn)成的圓筒狀物品（如裝羽毛球的筒），也可以通過截取適當尺寸的長方形紙板（如瓦楞紙板或其他材料），并把它卷起來制成鏡筒。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，通過望遠鏡觀察遠處的物體。在觀察時要通過對鏡筒長度的調(diào)節(jié)，改變物鏡與目鏡間的距離，直到在望遠鏡中看到遠處物體清晰的像為止。制作及調(diào)試望遠鏡三2.試用與調(diào)整視頻演示——《自己動手制作天文望遠鏡》制作及調(diào)試望遠鏡三這里制作的望遠鏡使用了兩塊凸透鏡，觀察到的遠處物體的像是倒立的，怎樣才能通過望遠鏡看到正立的像呢?（1）第一種方法：如圖所示，物鏡使用凸透鏡，目鏡使用凹透鏡，望遠鏡所成的像就是正立的了（伽利略望遠鏡）。反思與拓展四物鏡使用凸透鏡，目鏡使用凹透鏡1.通過望遠鏡看到正立的像的方法（2）第二種方法：是使用兩個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。請你利用上面的方法改進你制作的望遠鏡，也可以針對你發(fā)現(xiàn)的望遠鏡的其他問題，設計解決的辦法，讓你的望遠鏡更加完善。反思與拓展四A．望遠鏡的物鏡和目鏡都是凸透鏡，故A錯誤；B．望遠鏡的物鏡相當于照相機的鏡頭，使遠處的物體成一個倒立縮小的實像，故B錯誤；

【例題1】“超級月亮”比正常時的月亮要大百分之二十，亮度也有所增加，某天文愛好者為了研究這一現(xiàn)象，于是架設一臺開普勒望遠鏡做進一步觀察。關于該望遠鏡，下列說法正確的是（）

DC．望遠鏡的物鏡的作用是使得無限遠處的物體在焦點附近成一個倒立縮小的實像，目鏡再把這個像放大，故C錯誤；D．望遠鏡由兩組凸透鏡組成，靠近眼鏡的為目鏡，靠近被觀測物體的為物鏡，故D正確。故選D。A．它的物鏡和目鏡都是凹透鏡B．它的物鏡相當于投影儀，用來把物體放大C．物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成虛像D．它由兩個透鏡組成，靠近眼睛的為目鏡，靠近被觀測物體的為物鏡典型例題五因為是看遠處的物體，所以相當于望遠鏡，前面的透鏡成倒立、縮小的實像，相當于照相機；后面的透鏡成正立、放大的虛像，相當于放大鏡。所以AB錯誤；將兩只放大鏡的位置對換后，觀察同一物體的大小是不同的：一次是放大的（焦距小的靠近眼睛作為目鏡），一次是縮小的（焦距大的靠近眼睛作為目鏡），所以D錯誤。故選C。

【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處的物體，下列說法中正確的是（）A.兩只放大鏡對物體進行了兩次放大B．兩只放大鏡組合在一起相當于一臺顯微鏡C．兩只放大鏡組合在一起相當于一架望遠鏡D．將兩只放大鏡的位置對換后，觀察同一物體的大小是相同的

C典型例題五望遠鏡與宇宙探索二第5節(jié)

制作望遠鏡望遠鏡與宇宙探索二在人類歷史的早期，人們利用肉眼觀測天象。后來人們通過測量天體的運動、制定歷法，指導人們的生產(chǎn)生活。例如，戰(zhàn)國時期的文獻中記載：“斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬?！边@說明人們很早就發(fā)現(xiàn)了北斗七星一年中的周回運轉(zhuǎn)在昭示四季、節(jié)氣變遷方面的重要作用。望遠鏡與宇宙探索二伽利略望遠鏡（1）伽利略望遠鏡意大利天文學家、物理學家伽利略是第一位把望遠鏡指向天空的人。1609年伽利略用自制的望遠鏡觀察天體，以確鑿的證據(jù)支持了哥白尼的“日心說”。第一個觀測到了木星的衛(wèi)星、太陽黑子和月球上的環(huán)形山。木星及其衛(wèi)星太陽黑子1.使用望遠鏡探索宇宙的歷程望遠鏡與宇宙探索二（2）“海王星”的發(fā)現(xiàn)1846年，科學家根據(jù)牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律，猜想天王星外還存在一顆未知的行星，并計算出了這顆行星的運動軌道。不久，人們用望遠鏡在預測的位置發(fā)現(xiàn)了這顆行星，它被命名為“海王星”。這一發(fā)現(xiàn)為萬有引力定律提供了有力的支持。哈勃太空望遠鏡（3）哈勃空間望遠鏡1990年，科學家把“哈勃”空間望遠鏡送入太空，使人類觀測宇宙的能力空前提高。除光學天文望遠鏡外，人們還發(fā)明了其他觀測太空的儀器，如射電天文望遠鏡，這使人類對宇宙的了解越來越深入。望遠鏡與宇宙探索二（4）郭守敬望遠鏡與中國天眼我國不僅古代在天文觀測上取得了豐碩的成果，在現(xiàn)代也對宇宙探索作出了很大貢獻。2009年，郭守敬望遠鏡建成，并于2011年啟動光譜巡天任務，成為世界上第一個獲取光譜數(shù)突破千萬量級的望遠鏡。2020年，中國天眼正式開放運行，它是目前全球單口徑最大、靈敏度最高的射電天文望遠鏡。郭守敬望遠鏡“中國天眼”望遠鏡與宇宙探索二宇宙是一個有層次的天體結構系統(tǒng)。（1）宇宙我們的宇宙中擁有上千億個星系；（2）銀河系銀河系只是宇宙中上千億個星系中的一個。銀河系異常巨大，一束光穿越銀河系需要10萬年的時間。2.我們的宇宙望遠鏡與宇宙探索二（3）太陽系太陽不過是銀河系中幾千億顆恒星中的一員。太陽周圍有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星繞它運行，地球在離太陽比較近的第三條軌道上。此外，還有若干其他天體繞太陽轉(zhuǎn)動。（4）地球地球在離太陽比較近的第三條軌道上，是太陽系中的一顆普通行星。望遠鏡與宇宙探索二【例題4】下列各物體的尺度，按由大到小的順序排列正確的是（）A．地球、太陽、銀河系B．銀河系、太陽、地球C．銀河系、地球、太陽D．太陽、銀河系、地球B宇宙中擁有數(shù)十億個星系，銀河系只是這數(shù)十億個星系中的一個．銀河系異常巨大，太陽不過是銀河系中幾千億顆恒星中的一員．太陽周圍有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星繞它運行，故B符合題意，ACD不符合題意．望遠鏡與宇宙探索二【例題5】收集人類建造天文望遠鏡探索宇宙歷程的資料，自擬題目就你喜歡的相關問題寫一篇科學小短文。德國科學家開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律，英國科學家牛頓又進一步證明了行星圍繞繞太陽運行是受到“萬有引力”的作用，從而進一步揭示了宇宙的秘密。太陽周圍有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星繞它運行，地球在離太陽比較近的第三條軌道上。月球是地球的衛(wèi)星，繞地球轉(zhuǎn)動。1961年4月，“東方1號”飛船載著27歲的前蘇聯(lián)空軍少校加加林，進行了108分鐘的太空旅行。這是人類歷史上第一次載人航天飛行，加加林也成為人類造訪太空的第一人。同年，美國啟動“阿波羅登月計劃”。8年之后的7月21日，美國宇航員阿姆斯特朗就在月球上留下了人類的第一個足印。在踏上月球的一刻，人類第一位月宮使者由衷慨嘆：這是個人的一小步，卻是人類的一大步?，F(xiàn)在，人們可以利用巨大的天文望遠鏡和先進的射電望遠鏡，對宇宙中遙遠的天體進行觀察。還可以利用人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機等把儀器和人送到宇宙空間或其他星球上，探索更多的宇宙秘密。通過多年的探索，現(xiàn)在人們知道：太陽并不是宇宙中唯一的恒星。天空中閃爍著群星，都是像太陽一樣能發(fā)光的恒星。它們距離地球很遠，其中最近的也有4.22光年。（光年是計量天體距離的單位，光每秒傳播約30萬千米）有些恒星離我們太遠，肉眼無法分辨。如果通過天文望遠鏡觀瘵，可以發(fā)現(xiàn)：橫貫天空的銀河，原來是由許多恒星構成的。這個龐大的恒星集團，大約有1000億～2000億顆恒星，構成“鐵餅”形，直徑約10萬光年。人們把這個龐大的恒星集團叫做銀河系。望遠鏡與宇宙探索二我們的太陽系是銀河系的一員，距銀河系中心約3萬光年，與眾多恒星一起，圍繞銀河系中心運動著。銀河系在宇宙中并不是唯一的恒星集團。在銀河系外還有很多像銀河系一樣的龐大的恒星集團，叫做河外星系。例如仙女座星系、獵犬座星系。目前，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了上千億個河外星系，這些河外星系也都在運動著。銀河系和我們現(xiàn)在所能觀測到的所有河外星系，被稱做總星系?，F(xiàn)在，用射電望遠鏡已能觀測到約130億光年外的宇宙空間情況，但仍沒有找到宇宙的邊緣。望遠鏡與宇宙探索二三課堂總結第5節(jié)

制作望遠鏡最后送給我們自己1、教學的藝術不在于傳授本領，而在于善于激勵喚醒和鼓舞。

2、把美德、善行傳給你的孩子們，而不是留下財富，只有這樣才能給他們帶來幸福。

3、每個人在受教育的過程當中，都會有段時間確信：嫉妒是愚昧的，模仿只會毀了自己；每個人的好與壞，都是自身的一部分；縱使宇宙間充滿了好東西，不努力你什么也得不到；你內(nèi)在的力量是獨一無二的，只有你知道能做什么，但是除非你真的去做，否則連你也不知道自己真的能做。

4、既然習慣是人生的主宰，人們就應當努力求得好的習慣。習慣如果是在幼年就起始的，那就是最完美的習慣，這是一定的，這個我們叫做教育。教育其實是一種從早年就起始的習慣。

樣，也可能因討厭一位老師而討厭學習。一個被學生喜歡的老師，其教育效果總是超出一般教師。無論中學生還是小學生，他們對自己喜歡的老師都會有一些普遍認同的標準，諸如尊重和理解學生，寬容、不傷害學生自尊心，平等待人、說話辦事公道、有耐心、不輕易發(fā)脾氣等。教師要放下架子，把學生放在心上?！岸紫律碜雍蛯W生說話，走下講臺給學生講課”;關心學生情感體驗，讓學生感受到被關懷的溫暖;自覺接受學生的評價，努力做學生喜歡的老師。教師要學會寬容，寬容學生的錯誤和過失，寬容學生一時沒有取得很大的進步。蘇霍姆林斯基說過：有時寬容引起的道德震動，比懲罰更強烈。每當想起葉圣陶先生的話：你這糊涂的先生，在你教鞭下有瓦特，在你的冷眼里有牛頓，在你的譏笑里有愛迪生。身為教師，就更加感受到自己職責的神圣和一言一行的重要。善待每一個學生，做學生喜歡的老師，師生雙方才會有愉快的情感體驗。一個教師，只有當他受到學生喜愛時，才能真正實現(xiàn)自己的最大價值。義務教育課程方案和課程標準（2022年版）簡介新課標的全名叫做《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》，文件包括義務教育課程方案和16個課程標準（2022年版），不僅有語文數(shù)學等主要科目，連勞動、道德這些，也有非常詳細的課程標準?，F(xiàn)行義務教育課程標準，是2011年制定的，離現(xiàn)在已經(jīng)十多年了；而課程方案最早，要追溯到2001年，已經(jīng)二十多年沒更新過了，很多內(nèi)容，確實需要根據(jù)現(xiàn)實情況更新。所以這次新標準的實施，首先是對老課標的一次升級完善。另外，在雙減的大背景下頒布，也能體