人教版八年级物理上册同步教学 5.5 显微镜和望远镜（导学案）【学生版】

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人教版八年级（上册） 第五章 透镜及其应用 第5节 显微镜和望远镜 （导学案）【学习目标】1. 了解显微镜，望远镜的基本结构。2. 尝试运用已知的科学规律解释具体问题，获得初步分析概括能力。3. 了解望远镜和显微镜的发展历程，体会科学技术对社会发展和生活的影响。【学习重点】 显微镜和望远镜的基本结构和成像原理。【学习难点】 显微镜和望远镜的成像原理。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1.显微镜和望远镜的结构相似：镜筒的两端各有一组透镜，每一组的作用相当于一个凸透镜，靠近眼睛的叫目镜，靠近被观察物体的叫 物镜 。2.显微镜的物镜相当于投影仪，目镜相当于放大镜（选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”）。物体经过物镜成倒立、放大的、实像，该像又经过目镜成正立、放大的、虚像（填像的性质）。3. 望远镜的物镜相当于照相机，目镜相当于放大镜（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倒立、 缩小的实像，该像又经过目镜成正立、放大的、虚像（填像的性质），使视角可以变很大.4.物体的两端到人眼处所夹的角叫 视角 ，物体越 大 ，物体与人眼的距离越小 ，其视角就越大。5.我们的宇宙有上千亿个星系，太阳是银河系中的一员，地球在离太阳比较近的第三条轨道上。【合作探究】探究一、显微镜【观察下图，了解显微镜的结构】1.显微镜的基本结构主要由物镜、目镜、载物台、反光镜等组成。①物镜：靠近物体的透镜，相当于一个凸透镜。②目镜：靠近眼睛的透镜，相当于一个凸透镜。③载物台：承载被观察物体。④反光镜：一面是平面镜（在光线强时用），一面是凹面镜（在光线弱时用，会聚光线。）显微镜示意图 显微镜成像光路图 2.显微镜成像的基本原理【观察显微镜成像光路图，了解显微镜的原理】①物镜：第1次成像，相当于投影仪，物体放在物镜前1倍和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像；②目镜：第2次成像，相当于放大镜，把第1次所成的实像当成物体，正好放在目镜的1倍焦距之内，成正立、放大的虚像。所以物体通过显微镜后，得到倒立、放大的虚像。③显微镜的放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数。3. 显微镜的应用 显微镜通过物镜和目镜的两次放大，使我们能观察到肉眼无法看清的细微物体。可利用显微镜观察到细胞的结构，如细胞质、细胞核、细胞膜等。【做一做】请写出显微镜的成像原理及特点：用显微镜观察的物体放在物镜的_____，成______的像（填像的性质），这个像成在目镜的______，通过目镜再次成________的像（填像的性质），我们最终看到的像相对于物体而言，左右____，上下______。【答案】一倍焦距和两倍焦距之间，倒立放大，焦点以内，正立放大，相反，颠倒。【解析】显微镜的目镜相当于投影仪的镜头，成倒立、放大的像；物镜相当于放大镜，成正立、放大的像。显微镜=投影仪+放大镜（两次放大物体）最终看到的像相对于物体而言，左右相反，上下颠倒。 探究二：望远镜【观察下图，了解显微镜的结构】1.望远镜的基本结构①物镜：靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长。②目镜：靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短。 望远镜示意图 望远镜成像光路图 2．望远镜的原理： 【参考望远镜成像光路图，了解望远镜的原理】①物镜：相当于 照相机 的镜头，远处的物体通过物镜在焦点附近成倒立、缩小的实像。②目镜：相当于放大镜，把物镜所成的像再放大一次，成正立、放大的虚像。【想一想】物体离物镜很远，根据凸透镜成像的规律可知，这样所成的像是缩小的！为什么使用望远镜观察物体时会感到物体放大了？【分析】一个物体能不能被看清楚，跟物体在视网膜上的像的大小有关。视网膜上的像越大，人眼对物体的细微部分分辨得越清楚。视网膜上像的大小决定于视角的大小。视角越大，视网膜上的像就越大。 3．视角①视角：从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。 ②影响视角大小的因素：物体本身的大小和物体到眼睛的距离。（a）视角与物体大小有关：物体到眼镜的距离一定时，大物体的视角大，小物体的视角小。 （b）视角与物体远近有关：物体大小一定时，看近处的物体，视角大，远处的物体视角小。【想一想】用望远镜观察物体时为什么会感到像被放大？【分析】远处的物体通过物镜所成的像是缩小的，但我们使用望远镜时感到物体被放大了，这是因为：一方面， 望远镜的物镜所成的像离我们的眼睛很近，使我们眼睛观察物体所成的视角增大。另一方面，目镜的放大作用，可以使视角变得更大。为了更直观的理解望远镜的成像原理，我们来动手制作望远镜。【想想做做】取焦距不同的凸透镜，通过两个透镜看前面的物体，调整两个透镜间的距离，直到看得最清楚。物体是变大了还是变小了？两个放大镜的位置对调以后，你有什么新的发现？ 图6 实验现象 ①先用一个凸透镜(焦距大)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)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.【归纳实验结论】①用一个凸透镜(焦距较大)观察窗外远处的物体，成倒立、缩小的实像。②再用另一个凸透镜(焦距较小)观察上面得到的物体的像，成倒立、放大的虚像，远处的物体看上去放大了。③两凸透镜的位置对调后，远处的物体看上去缩小了。 【例题2】如图6所示用两只焦距不同的放大镜一前一后放在眼前观察远处的物体，下列说法中正确的是（ ）A. 两只放大镜对物体进行了两次放大B．两只放大镜组合在一起相当于一台显微镜C．两只放大镜组合在一起相当于一架望远镜D．将两只放大镜的位置对换后，观察同一物体的大小是相同的【答案】C【解析】因为是看远处的物体，所以相当于望远镜，前面的透镜成倒立、缩小的实像，相当于照相机，后面的透镜成正立、放大虚像，相当于放大镜。所以AB错误；将两只放大镜的位置对换后，观察同一物体的大小是不同的，一次是放大的（焦距小的靠近眼睛作为目镜），一次是缩小的（焦距大的靠近眼睛作为目镜）；所以D错误。故选C。探究三：探索宇宙【阅读教材P104～P105】完成下列填空。 1.伽利略望远镜第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家伽利略。以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。第一个观测到了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山。 伽利略望远镜 哈勃太空望远镜 2. 哈勃太空望远镜、射电望远镜1990年美国向太空发射了一台望远镜，叫哈勃太空望远镜，可以排除大气层的干扰，使人类观测宇宙的能力空前提高。除光学望远镜外，人们还发明了射电望远镜，这使得人类对宇宙的了解越来越深入。现代天文望远镜都是力求把物镜口径加大，这样它可以会聚更多的光，以求观测到更暗的星。中国“天眼”500米口径球面射电望远镜，是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。 中国“天眼”射电望远镜 银河系与太阳系3.探索宇宙目前，人类观测到的最远的天体距离我们大约130亿光年外的宇宙空间情况，但仍没有找到宇宙的边缘。我们的宇宙中拥有上千亿个星系，银河系只是其中一个，太阳不过是银河系中几千亿恒星中的一员，太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星绕它运行,地球在离太阳比较近的第三条轨道上. 【精讲点拨】1.显微镜的物镜相当于一个投影仪，目镜相当于一个放大镜。被观察的物体经物镜成一个放大的实像，被目镜再次放大。经两次放大后，我们就可以看清肉眼看不见的小物体了。所以物体经过显微镜最终成的像相对于原物体而言，是倒立放大的虚像。 2.望远镜的作用是看清远处的物体，远处的物体经过物镜在物镜的焦点附近成倒立缩小的实像，但是像离我们的眼睛更近了，该像又落在目镜的一倍焦距以内，再次经过目镜的放大，我们观察像的视角变大，这样就能观察的清楚了。为了尽可能使第二次成像成得较大，可使望远镜物镜的后焦点与目镜的前焦点重合。3.使用望远镜能够看清远处的物体的原因：远处的物体经过望远镜的物镜和目镜后，所成的像还是比物体本身小，但是视角变得很大；另外，望远镜的物镜直径大，可以会聚足够多的光，使成的像更加明亮。因此，人眼就能很清楚的看清远处的物体了。【归纳整理】 【课堂练习】 1. 如图所示是一台显微镜，反光镜的作用是_________________________。显微镜的物镜成像特点与____________成像特点一样，物距u的范围是__________，目镜成像特点与__________成像特点相同。(第二、四空均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”) 【答案】增大光的强度，便于观察物体，投影仪，f