5.5 跨学科实践：制作望远镜到西安 八年级物理上册人教版2024.docxVIP

5.5跨学科实践：制作望远镜（导学案）

【学习目标】

1.了解望远镜的基本结构和原理。

2.经历制作简单的望远镜的过程。

3.了解望远镜的发展历程，体会科学技术对社会发展和生活的影响。

【学习重点】

1.望远镜的基本结构和成像原理。

2.会制作望远镜模型。

【学习难点】望远镜的成像原理。

【自主预习】阅读教材，完成以下问题：

1.望远镜的物镜相当于，目镜相当于（选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”）。远处的物体经过物镜在焦点附近成、的像，该像又经过目镜成、

、像（均填像的性质），使视角可以变很大。

2.物体的两端到人眼处所夹的角叫。用望远镜观察物体时，望远镜所成的像离我们的眼睛很近，了视角（选填“增大”或“减小”），因而通过望远镜能清楚地看到远处的物体。

3.自制望远镜时，根据放大倍数的要求，选择适当的凸透镜分别作为物镜和目镜。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。

4.我们的宇宙有上千亿个星系，太阳是系中几千亿颗星中的一员；地球在离太阳比较近的第条轨道上。是太阳系中的一颗星。

【合作探究】

探究一、制作望远镜

望远镜种类很多，其中一种是由两组凸透镜（开普勒望远镜）组成。

1.探究望远镜的原理

【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。

【分析论证，归纳结论】

①将焦距较大的透镜放在焦距较小的透镜前面，观察物体，物体成、的像，远处的物体看上去放大了（选填像的性质）。

②将两凸透镜的位置对调，将焦距较小的透镜放在焦距较大的透镜前面，再观察远处的物体，物体成、的像（选填像的性质）。

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。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做。

望远镜示意图双筒望远镜

我们见到的普通望远镜和军事望远镜都是双筒的，是双筒望远镜。它的两个镜筒都是拐了弯的，在拐弯处分别安装了两个“全反射棱镜”。这种设计一方面缩短了镜筒的长度，另一方面经过那两块棱镜的两次反射也能使本来倒立的像过来。

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、的实像。目镜相当于一个放大镜，、的虚像。两次成像，先缩小，后。

（2）望远镜的成像光路图

注意：

①目镜把物镜所成的像进行放大。目镜所成的像正倒和大小是相对于物镜所成的像而言的。最后成像与物体本身比，是倒立、缩小的虚像。

②物镜和目镜的距离等于两个透镜的焦距之和。（由于物体距望远镜的距离很大，第一次成像在物镜的焦点附近且无限靠近焦点，可以近似地认为在焦点处，要使目镜的放大倍数尽可能最大，则这个像要在目镜的一倍焦距以内且尽可能靠近焦点）。

（3）视角

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。

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。视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的有关。

②望远镜对视角的放大

用望远镜观察物体时，望远镜所成的像离我们的眼睛很近，增大了，因而通过望远镜能清楚地看到远处的物体。

（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=。其中，f物是物距的焦距，f目是目距的焦距。

4.设计简易望远镜

（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