八年级物理上册第五章透镜及其应用

第5节《显徽镜和望远镜》(教学案)

一、教学目标

（一）知识与技能

1．通过观察望远镜、显微镜的实物及图片，能说出其主要结构。

2．能说出望远镜、显微镜的物镜和目镜成像情况。

（二）过程与方法

1．会利用透镜自制显微镜和望远镜，体验利用两个透镜组成显微镜和望远镜的实践过程。

2．体验利用两个透镜组成显微镜的实验操作过程。

（三）情感态度和价值观

1．通过了解望远镜发展的历程，感受望远镜在人类探索宇宙奥秘中所起的重大作用。

2．通过观看显微镜的发展及应用前景，认识到科技对社会发展和人类生活的重要影响，从而增强对物理学的热爱。

3．通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。

二、教学重难点

本节内容由“显微镜”“望远镜”和“探索宇宙”三部分组成。显微镜和望远镜是光学仪器研究和使用过程中的一个飞跃，它使人类对微观世界和广阔的宇宙空间有了更加深入的了解。本节内容是前面所学凸透镜成像内容的扩展。学习显微镜和望远镜知识，对学生加深理解凸透镜成像规律，了解科学知识的应用，提高自身的科学素养都是有益的。教学中应着重引导学生积极参与探究活动，仔细观察实验现象，或直接概括结论，或结合讨论、阅读，接受并认同有关结论。同时，在活动中也应让学生了解运用实验研究问题的基本方法。使学生对两个透镜及其对光的作用有更全面、更深刻的认识，激发学生学习光学知识的兴趣。初步培养他们观察物理现象、应用物理知识解释现象的能力，为后续的科学探究活动打下基础。

教学重点：通过观察望远镜、显微镜的实物及图片，能说出其主要结构；经历两个透镜观察物体的探究活动，能说出望远镜、显微镜的物镜和目镜成像情况。

教学难点：利用两组凸透镜成像规律理解显微镜和望远镜的原理。

三、教学策略

对应用性知识的教学，常见采用“一构造、二原理、三使用方法”的步骤进行直接叙述的方式教学。这种教师告知、学生接受的学习方式，虽然讲解有条理，但学生很难有学习激情，实际收效差。若采用探究性教学，效果会有极大的不同！教学时，让学生选择仪器组装望远镜和显微镜，教师给予适当的辅导，确保学生对显微镜、望远镜的功能有感性认识。物理教学应以物理知识和技能为载体，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养实践能力、探索精神及创新意识。

四、教学资源准备

多媒体课件、显微镜、望远镜、放大镜、挂图、透明的磁带盒、无色透明塑料膜、水、烧杯、滴管等。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课（5分钟）

指导学生进行小实验：在白纸上画一个小箭头，将磁带盒盖中的一块，放在白纸上，再在盒盖上用滴管滴一小滴水，透过水观察白纸上的小箭头。观察到什么现象？

教师巡回指导，让学生们调整水滴跟桌面的距离，或用滴管改变水滴的直径。

思考：怎样能观察到更大的像？

有学生会想到再利用一个凸透镜对像再一次放大。

教师可以利用投影仪进行操作演示：先在投影胶片上画一个很小的三角形，经过投影仪，在屏幕上成倒立、放大的像。大家现在再通过放大镜，看看像是不是更大。

讲解：人眼观察物体的细微结构时，分辨本领是有限的。把物体移近些，可以看得清楚些，借用放大镜可以看得更清楚些，但对于太细微的结构，如生物的细胞，移得再近，用放大镜也是看不清楚的。我们从实验中可看出用两个凸透镜可以放得更大。利用这个原理就制成了显微镜。

学生进行实验，并根据观察到的现象回答：小水滴相当于一个凸透镜，有的观察到一个正立、放大的箭头；有的会观察到一个倒立、放大的箭头。

学生会看到一个比原来三角形大好几倍的三角形。

创设情景，一方面复习旧知识，另一方面引出新问题，激起学习的兴趣。

为理解显微镜的原理做好铺垫。

新课教学（30分钟）

一、显微镜

指导学生阅读课本103页，回答问题：

（1）显微镜主要由哪几个部分组成？

（2）什么是目镜？

（3）什么是物镜？

（4）物镜的作用是什么？它与生活中哪种透镜作用相似？

（5）目镜的作用是什么？它与生活中哪种透镜作用相似？

结合课本图5．5-1进行投影，让学生回答。

在学生回答的基础上归纳：

显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。反光镜是凹面镜，可旋转，能使反射光线从下方照射到被观察的物体上，增大物体的亮度。载物台用来放置被观察的物体，载物台中央有一圆孔，反射镜反射的光线从下方穿过圆孔，照射在被观察物体上。

物体通过物镜成放大的实像，这个实像作为目镜的“物体”，通过目镜成放大的虚像。

显微镜的放大倍数等于物镜的放大倍数乘以目镜的放大倍数。

显微镜的原理：显微镜就是利用两个透镜放大作用的组合制成的。利用这一结构，先通过物镜使物体成一倒立、放大的实像，然后用目镜把这个实像再一次放大（正立、放大的虚像），就能看清楚很微小的物体了，这就是显微镜的原理。

思考：通过显微镜观察物体时，物体相对于物镜的放置有什么要求？物体通过物镜形成的实像应该在目镜的什么范围内？

总结：

1．显微镜的结构：

由两个凸透镜组成，靠近眼睛的凸透镜叫目镜。靠近被观察物体的凸透镜叫物镜。

2．显微镜的原理

物镜的作用相当于投影仪，成倒立放大的实像。目镜的作用相当于放大镜，成正立放大的虚像。用凹面镜作为反光镜，起聚光作用。

3．显微镜的作用：看清楚微小的物体。

指导学生使用显微镜观察装片，先用眼观察，再用显微镜观察。

学生阅读并回答问题。

学生回答：物体应放在物镜的焦距和二倍焦距之间，这样才会形成一个倒立放大的实像。物体通过物镜形成的实像应该在目镜的焦点以内，这样像才会被再一次放大。

学生们观察、教师指导，使学生观察到清晰的像。

理解显微镜的结构和成像原理。

加深对显微镜成像原理的理解。

会使用显微镜观察物体。

二、望远镜

指导学生自制简易望远镜，并使用它观察远处的物体。

实验器材：大凸透镜、小凸透镜、直尺、橡皮泥等。

实验过程：

1．用橡皮泥把小凸透镜固定在直尺的零刻度处。

2．如图1所示，把小凸透镜放在眼前，把大凸透镜放在小凸透镜的前面，观察远处的物体。在直尺上移动大凸透镜，直到看到远处的物体最清楚。

3．通过自制的望远镜观察远处的物体，比较与眼睛直接观察到的景物有什么不同。

根据实验和课本有关内容回答：

（1）望远镜主要由哪几个部分组成？

（2）什么是目镜？

（3）什么是物镜？

（4）物镜的作用是什么？它与生活中哪种透镜作用相似？

（5）目镜的作用是什么？它与生活中哪种透镜作用相似？

（6）望远镜和显微镜的原理是一样的吗？

教师投影课本图5．5-3，引导学生分析得出结论。

望远镜也是由两组凸透镜组成。靠近眼睛的叫做目镜，靠近被观测物体的叫做物镜。物镜的作用相当于照相机，使远处的物体在焦点附近成实像，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大。

我们能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要，物体对眼睛所成视角的大小和物体本身大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。望远镜的物镜所成的像虽比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用视角就可以变得很大。

显微镜和望远镜都是由两组凸透镜组成，都叫物镜和目镜，但有不同的地方，显微镜的物镜，物距在二倍焦距和一倍焦距之间，成倒立放大的像，作用是使物体进行一次放大。望远镜的物镜，物距在二倍焦距以外，成倒立缩小的像，作用是把远处的物体与眼睛的距离拉近，目镜都起放大镜的作用。

教师讲解：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。现代天文望远镜都是力求把物镜口径加大，以求观测到更暗的星。

望远镜种类较多：有伽利略望远镜、开普勒望远镜、牛顿式反射望远镜、哈勃太空望远镜等。

拓展：

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，再者经过那两块棱镜的两次反射也能使本来倒立的像正立过来。

望远镜观看的对象在远处，无法移近，要看清楚就要尽可能多地收集远处物体发来的光，观察宇宙中的星体时更是要这样。因此望远镜的物镜总是做得尽可能大，用玻璃不可能制成直径很大的透镜，因为大块玻璃质地不均匀，会导致透镜折光不好，使看到的像有扭曲，为了消除凸透镜成像的缺点，牛顿发明了反射望远镜。它的物镜不用凸透镜而用凹面反射镜，也使光在目镜焦点处成实像。

在地面上用望远镜观察星空时，星体发来的光在穿过大气层的时候，要被吸收一些，还要受到不规则折射的影响，因此大大影响像的质量，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。

学生进行实验，回答观察的结果：望远镜能使远处的物体在近处成像，便于观察。

学生通过阅读回答。

聆听，也可以通过作图进行理解。

体验利用两个透镜组成望远镜的实践过程。

理解望远镜的构造和成像原理。

拓宽学生视野，培养学生热爱科学的美好情感。

三、探索宇宙

播放多媒体介绍人类探索宇宙的历程。

宇宙自古以来就是人类关注、困惑、探索的一个重要问题。在人类漫长的历史进程中，大部分时间人们主要依靠肉眼观察、简单猜测与推理来认识宇宙。他们对宇宙的认识很有限，并具有很浓的神话与宗教色彩。在欧洲，人们在宗教的影响下，长期认为地球是宇宙的中心。

“地心说”的宇宙观：地球居于中心，太阳和其他行星围绕地球转动。这种理论影响了人们思想达千年之久。

1687年，牛顿发表了《自然哲学的数学原理》一书，为探索宇宙奠定了坚实的理论基础。进一步证明了行星围绕太阳运行是受到“万有引力”的作用，从而进一步揭示了宇宙的秘密。

1849年，科学家根据牛顿发现的万有引力定律，预测天王星外还存在一颗行星，并计算出了这颗行星的运行轨道。不久，在预测的轨道上就发现了这颗后来被命名为海王星的行星。

学生观赏、思考。

通过了解望远镜发展的历程，感受望远镜在人类探索宇宙奥秘中所起的重大作用。

课堂小结（5分钟）

通过这节课你学到了什么？学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。

梳理本节课知识内容，把自己所学到的知识与老师同学交流，最后总结出本节课的知识点。

培养学生总结归纳的能力。同时也可以帮助学生记忆。

四、板书设计

(略)

五、教后随记

(略)