八年級物理上冊第五章透鏡及其應(yīng)用

第5節(jié)《顯徽鏡和望遠鏡》(教學案)

一、教學目標

（一）知識與技能

1．通過觀察望遠鏡、顯微鏡的實物及圖片，能說出其主要結(jié)構(gòu)。

2．能說出望遠鏡、顯微鏡的物鏡和目鏡成像情況。

（二）過程與方法

1．會利用透鏡自制顯微鏡和望遠鏡，體驗利用兩個透鏡組成顯微鏡和望遠鏡的實踐過程。

2．體驗利用兩個透鏡組成顯微鏡的實驗操作過程。

（三）情感態(tài)度和價值觀

1．通過了解望遠鏡發(fā)展的歷程，感受望遠鏡在人類探索宇宙奧秘中所起的重大作用。

2．通過觀看顯微鏡的發(fā)展及應(yīng)用前景，認識到科技對社會發(fā)展和人類生活的重要影響，從而增強對物理學的熱愛。

3．通過探究性物理學習活動，使學生獲得成功的愉悅，樂于參與物理學習活動。

二、教學重難點

本節(jié)內(nèi)容由“顯微鏡”“望遠鏡”和“探索宇宙”三部分組成。顯微鏡和望遠鏡是光學儀器研究和使用過程中的一個飛躍，它使人類對微觀世界和廣闊的宇宙空間有了更加深入的了解。本節(jié)內(nèi)容是前面所學凸透鏡成像內(nèi)容的擴展。學習顯微鏡和望遠鏡知識，對學生加深理解凸透鏡成像規(guī)律，了解科學知識的應(yīng)用，提高自身的科學素養(yǎng)都是有益的。教學中應(yīng)著重引導(dǎo)學生積極參與探究活動，仔細觀察實驗現(xiàn)象，或直接概括結(jié)論，或結(jié)合討論、閱讀，接受并認同有關(guān)結(jié)論。同時，在活動中也應(yīng)讓學生了解運用實驗研究問題的基本方法。使學生對兩個透鏡及其對光的作用有更全面、更深刻的認識，激發(fā)學生學習光學知識的興趣。初步培養(yǎng)他們觀察物理現(xiàn)象、應(yīng)用物理知識解釋現(xiàn)象的能力，為后續(xù)的科學探究活動打下基礎(chǔ)。

教學重點：通過觀察望遠鏡、顯微鏡的實物及圖片，能說出其主要結(jié)構(gòu)；經(jīng)歷兩個透鏡觀察物體的探究活動，能說出望遠鏡、顯微鏡的物鏡和目鏡成像情況。

教學難點：利用兩組凸透鏡成像規(guī)律理解顯微鏡和望遠鏡的原理。

三、教學策略

對應(yīng)用性知識的教學，常見采用“一構(gòu)造、二原理、三使用方法”的步驟進行直接敘述的方式教學。這種教師告知、學生接受的學習方式，雖然講解有條理，但學生很難有學習激情，實際收效差。若采用探究性教學，效果會有極大的不同！教學時，讓學生選擇儀器組裝望遠鏡和顯微鏡，教師給予適當?shù)妮o導(dǎo)，確保學生對顯微鏡、望遠鏡的功能有感性認識。物理教學應(yīng)以物理知識和技能為載體，讓學生經(jīng)歷科學探究過程，學習科學研究方法，培養(yǎng)實踐能力、探索精神及創(chuàng)新意識。

四、教學資源準備

多媒體課件、顯微鏡、望遠鏡、放大鏡、掛圖、透明的磁帶盒、無色透明塑料膜、水、燒杯、滴管等。

五、教學過程

教學環(huán)節(jié)

教師活動

學生活動

設(shè)計意圖

導(dǎo)入新課（5分鐘）

指導(dǎo)學生進行小實驗：在白紙上畫一個小箭頭，將磁帶盒蓋中的一塊，放在白紙上，再在盒蓋上用滴管滴一小滴水，透過水觀察白紙上的小箭頭。觀察到什么現(xiàn)象？

教師巡回指導(dǎo)，讓學生們調(diào)整水滴跟桌面的距離，或用滴管改變水滴的直徑。

思考：怎樣能觀察到更大的像？

有學生會想到再利用一個凸透鏡對像再一次放大。

教師可以利用投影儀進行操作演示：先在投影膠片上畫一個很小的三角形，經(jīng)過投影儀，在屏幕上成倒立、放大的像。大家現(xiàn)在再通過放大鏡，看看像是不是更大。

講解：人眼觀察物體的細微結(jié)構(gòu)時，分辨本領(lǐng)是有限的。把物體移近些，可以看得清楚些，借用放大鏡可以看得更清楚些，但對于太細微的結(jié)構(gòu)，如生物的細胞，移得再近，用放大鏡也是看不清楚的。我們從實驗中可看出用兩個凸透鏡可以放得更大。利用這個原理就制成了顯微鏡。

學生進行實驗，并根據(jù)觀察到的現(xiàn)象回答：小水滴相當于一個凸透鏡，有的觀察到一個正立、放大的箭頭；有的會觀察到一個倒立、放大的箭頭。

學生會看到一個比原來三角形大好幾倍的三角形。

創(chuàng)設(shè)情景，一方面復(fù)習舊知識，另一方面引出新問題，激起學習的興趣。

為理解顯微鏡的原理做好鋪墊。

新課教學（30分鐘）

一、顯微鏡

指導(dǎo)學生閱讀課本103頁，回答問題：

（1）顯微鏡主要由哪幾個部分組成？

（2）什么是目鏡？

（3）什么是物鏡？

（4）物鏡的作用是什么？它與生活中哪種透鏡作用相似？

（5）目鏡的作用是什么？它與生活中哪種透鏡作用相似？

結(jié)合課本圖5．5-1進行投影，讓學生回答。

在學生回答的基礎(chǔ)上歸納：

顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡，每組透鏡的作用都相當于一個凸透鏡?？拷劬Φ耐雇哥R叫做目鏡，靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。反光鏡是凹面鏡，可旋轉(zhuǎn)，能使反射光線從下方照射到被觀察的物體上，增大物體的亮度。載物臺用來放置被觀察的物體，載物臺中央有一圓孔，反射鏡反射的光線從下方穿過圓孔，照射在被觀察物體上。

物體通過物鏡成放大的實像，這個實像作為目鏡的“物體”，通過目鏡成放大的虛像。

顯微鏡的放大倍數(shù)等于物鏡的放大倍數(shù)乘以目鏡的放大倍數(shù)。

顯微鏡的原理：顯微鏡就是利用兩個透鏡放大作用的組合制成的。利用這一結(jié)構(gòu)，先通過物鏡使物體成一倒立、放大的實像，然后用目鏡把這個實像再一次放大（正立、放大的虛像），就能看清楚很微小的物體了，這就是顯微鏡的原理。

思考：通過顯微鏡觀察物體時，物體相對于物鏡的放置有什么要求？物體通過物鏡形成的實像應(yīng)該在目鏡的什么范圍內(nèi)？

總結(jié)：

1．顯微鏡的結(jié)構(gòu)：

由兩個凸透鏡組成，靠近眼睛的凸透鏡叫目鏡?？拷挥^察物體的凸透鏡叫物鏡。

2．顯微鏡的原理

物鏡的作用相當于投影儀，成倒立放大的實像。目鏡的作用相當于放大鏡，成正立放大的虛像。用凹面鏡作為反光鏡，起聚光作用。

3．顯微鏡的作用：看清楚微小的物體。

指導(dǎo)學生使用顯微鏡觀察裝片，先用眼觀察，再用顯微鏡觀察。

學生閱讀并回答問題。

學生回答：物體應(yīng)放在物鏡的焦距和二倍焦距之間，這樣才會形成一個倒立放大的實像。物體通過物鏡形成的實像應(yīng)該在目鏡的焦點以內(nèi)，這樣像才會被再一次放大。

學生們觀察、教師指導(dǎo)，使學生觀察到清晰的像。

理解顯微鏡的結(jié)構(gòu)和成像原理。

加深對顯微鏡成像原理的理解。

會使用顯微鏡觀察物體。

二、望遠鏡

指導(dǎo)學生自制簡易望遠鏡，并使用它觀察遠處的物體。

實驗器材：大凸透鏡、小凸透鏡、直尺、橡皮泥等。

實驗過程：

1．用橡皮泥把小凸透鏡固定在直尺的零刻度處。

2．如圖1所示，把小凸透鏡放在眼前，把大凸透鏡放在小凸透鏡的前面，觀察遠處的物體。在直尺上移動大凸透鏡，直到看到遠處的物體最清楚。

3．通過自制的望遠鏡觀察遠處的物體，比較與眼睛直接觀察到的景物有什么不同。

根據(jù)實驗和課本有關(guān)內(nèi)容回答：

（1）望遠鏡主要由哪幾個部分組成？

（2）什么是目鏡？

（3）什么是物鏡？

（4）物鏡的作用是什么？它與生活中哪種透鏡作用相似？

（5）目鏡的作用是什么？它與生活中哪種透鏡作用相似？

（6）望遠鏡和顯微鏡的原理是一樣的嗎？

教師投影課本圖5．5-3，引導(dǎo)學生分析得出結(jié)論。

望遠鏡也是由兩組凸透鏡組成。靠近眼睛的叫做目鏡，靠近被觀測物體的叫做物鏡。物鏡的作用相當于照相機，使遠處的物體在焦點附近成實像，目鏡的作用相當于一個放大鏡，用來把這個像放大。

我們能看清一個物體，它對我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要，物體對眼睛所成視角的大小和物體本身大小有關(guān)，還和物體到眼睛的距離有關(guān)。望遠鏡的物鏡所成的像雖比原來的物體小，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。

顯微鏡和望遠鏡都是由兩組凸透鏡組成，都叫物鏡和目鏡，但有不同的地方，顯微鏡的物鏡，物距在二倍焦距和一倍焦距之間，成倒立放大的像，作用是使物體進行一次放大。望遠鏡的物鏡，物距在二倍焦距以外，成倒立縮小的像，作用是把遠處的物體與眼睛的距離拉近，目鏡都起放大鏡的作用。

教師講解：望遠鏡物鏡的直徑比我們眼睛的瞳孔大得多，這樣它可以會聚更多的光使得所成的像更加明亮，這一點在觀測天空中的暗星時非常重要?，F(xiàn)代天文望遠鏡都是力求把物鏡口徑加大，以求觀測到更暗的星。

望遠鏡種類較多：有伽利略望遠鏡、開普勒望遠鏡、牛頓式反射望遠鏡、哈勃太空望遠鏡等。

拓展：

我們見到的普通望遠鏡和軍事望遠鏡都是雙筒的，是雙筒望遠鏡，它的兩個鏡筒都是拐了彎的。在拐彎處分別安裝了兩個“全反射棱鏡”。這種設(shè)計一方面縮短了鏡筒的長度，再者經(jīng)過那兩塊棱鏡的兩次反射也能使本來倒立的像正立過來。

望遠鏡觀看的對象在遠處，無法移近，要看清楚就要盡可能多地收集遠處物體發(fā)來的光，觀察宇宙中的星體時更是要這樣。因此望遠鏡的物鏡總是做得盡可能大，用玻璃不可能制成直徑很大的透鏡，因為大塊玻璃質(zhì)地不均勻，會導(dǎo)致透鏡折光不好，使看到的像有扭曲，為了消除凸透鏡成像的缺點，牛頓發(fā)明了反射望遠鏡。它的物鏡不用凸透鏡而用凹面反射鏡，也使光在目鏡焦點處成實像。

在地面上用望遠鏡觀察星空時，星體發(fā)來的光在穿過大氣層的時候，要被吸收一些，還要受到不規(guī)則折射的影響，因此大大影響像的質(zhì)量，為改進對星體的觀察，1990年美國向太空發(fā)射了一臺望遠鏡，叫哈勃太空望遠鏡。

學生進行實驗，回答觀察的結(jié)果：望遠鏡能使遠處的物體在近處成像，便于觀察。

學生通過閱讀回答。

聆聽，也可以通過作圖進行理解。

體驗利用兩個透鏡組成望遠鏡的實踐過程。

理解望遠鏡的構(gòu)造和成像原理。

拓寬學生視野，培養(yǎng)學生熱愛科學的美好情感。

三、探索宇宙

播放多媒體介紹人類探索宇宙的歷程。

宇宙自古以來就是人類關(guān)注、困惑、探索的一個重要問題。在人類漫長的歷史進程中，大部分時間人們主要依靠肉眼觀察、簡單猜測與推理來認識宇宙。他們對宇宙的認識很有限，并具有很濃的神話與宗教色彩。在歐洲，人們在宗教的影響下，長期認為地球是宇宙的中心。

“地心說”的宇宙觀：地球居于中心，太陽和其他行星圍繞地球轉(zhuǎn)動。這種理論影響了人們思想達千年之久。

1687年，牛頓發(fā)表了《自然哲學的數(shù)學原理》一書，為探索宇宙奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。進一步證明了行星圍繞太陽運行是受到“萬有引力”的作用，從而進一步揭示了宇宙的秘密。

1849年，科學家根據(jù)牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律，預(yù)測天王星外還存在一顆行星，并計算出了這顆行星的運行軌道。不久，在預(yù)測的軌道上就發(fā)現(xiàn)了這顆后來被命名為海王星的行星。

學生觀賞、思考。

通過了解望遠鏡發(fā)展的歷程，感受望遠鏡在人類探索宇宙奧秘中所起的重大作用。

課堂小結(jié)（5分鐘）

通過這節(jié)課你學到了什么？學生回答或與同學們進行交流，老師恰當總結(jié)。

梳理本節(jié)課知識內(nèi)容，把自己所學到的知識與老師同學交流，最后總結(jié)出本節(jié)課的知識點。

培養(yǎng)學生總結(jié)歸納的能力。同時也可以幫助學生記憶。

四、板書設(shè)計

(略)

五、教后隨記

(略)