人教版八年级上册第五章 透镜及其应用5.5显微镜和望远镜 导学案

第三章第五节《显微镜和望远镜》教学设计
【学习目标】
1．知识和技能
了解显微镜的和望远镜的基本结构和原理。
2．过程与方法
尝试应用已知的科学规律解释具体问题，获得初步的分析问题的能力。
3．情感、态度、价值观
初步认识科学技术对于人类社会的影响。
重点难点：显微镜、望远镜的基本构造和原理
一、课前预习
（一）知识回顾
回顾凸透镜成像规律，填写下列表格
物距与焦距关系
像的特点
像距
应用举例
正倒
大小
实虚
（二）探究新知
显微镜的目镜和物镜利用的都是 镜，我们在观察物体时，利用目镜和物镜成的像一样吗？说出它们的成像原理。
望远镜的成像原理是什么？
（三）自学检测
1.显微镜镜筒两端各有一组 ，每组透镜的作用都相当于一个 ，靠近眼睛的叫 ，靠近被观察物体的叫 。
2.显微镜原理：来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的 ，目镜的作用则像一个普通的 ，把这个像再放大一次。经过 放大作用，我们就可以看到细小的物体了。
3.有一种望远镜也是由两组 组成的，靠近眼睛的叫做 ，靠近被观察物体的叫做 。
4.望远镜原理：物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成一个 像，目镜的作用相当于一个 ，用来把这个像放大。
5.我们能不能看清一个物体，取决于它对我们的眼睛所构成的 。
6.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 。
（四）我的疑问
不明白的问题还有哪些？请记录下来上课时小组内一起解决。
二、课内探究导学
1.组内交流课前预习答案，之后班级展示。
2.展示预习存在的问题，组内交流，组内解决不了的黑板展示。
3.针对黑板展示的问题，小组抢答能解决的问题，其它小组点评。
合作探究
（一）显微镜
1.现在请同学们从所给的器材中任选两个透镜，用它们共同来观察这根非常细的纤维丝，看如何能让它变粗？（教师适当点拨，提示学生要同时使用两个凸透镜才行。学生动手实验，共同探究）。
2.各组交流探究成果。
3.思考：任意两个透镜组合都可以使它变粗吗？
4.只有短焦距的透镜靠近物体，长焦距的透镜靠近眼睛，它才能当做一个显微镜来使用，你能不能根据刚才的研究结果讨论一下显微镜的成像原理呢？（学生作图讨论交流）
5.小组展示探究成果。
精讲点拨：观察显微镜，介绍显微镜的构造和作用。
学生观察显微镜成像情况。
总结显微镜成像的原理：物体在物镜的 成 的 像，这个实像在目镜的 成 像。
（二）望远镜
1.展示实物，简单介绍一下物镜和目镜。
从最简单的望远镜来研究它是怎样让我们把远处的物体看清楚的。
2.请同学们看一下远处的物体，然后用望远镜再看一下。你看到的像和真实的景物有什么不同？（学生观察）
3.交流得出结论
4.取下目镜，再来观察物镜所成的像，你又发现了什么？
思考：这说明物镜所成的像是凸透镜的哪种成像情况？（讨论回答）
结论：
点拨：虽然成缩小的像，但相当于把物体移近了很多，视角反而变大了
5.再安上目镜，像有什么变化？（观察与交流）
6.说出望远镜的原理
7.交流发言
望远镜的原理：
点拨：（结合望远镜成像原理图说明）
物体在物镜的二倍焦距之外（u >2f），成倒立缩小的实像，这个实像在目镜的焦点以内，成正立放大的虚像。
经过两次成像，使我们看清楚了远处的物体，这个过程中又是如何来增大视角的？把物体的像移近，把物体的像放大。
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、放大的实像，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、缩小的实像，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。
课堂小结：
这节课我们学习了显微镜和望远镜，你有哪些收获？关于显微镜和望远镜，你还想知道哪些问题？可以提出来，让同学们共同交流一下。
有效训练
1.下面说法正确的是（ ）
A.用显微镜观察到的是虚像，用望远镜观察到的是实像
B.用显微镜观察到的是实像，用望远镜观察到的是虚像
C.目镜成的是实像，物镜成的是虚像
D.目镜成的是虚像，物镜成的是实像
2.关于用显微镜和天文望远镜观察物体，下面说法正确的是（ ）
A.用显微镜观察时像是正立的，用天文望远镜观察物体时像是倒立的
B. 用显微镜观察时像是倒立的，用天文望远镜观察物体时像是正立的
C. 用显微镜和天文望远镜观察物体时像都是正立的
D. 用显微镜和天文望远镜观察物体时像都是倒立的
3.关于四种光学仪器的成像情况，下列说法中正确的是（ ）
A．放大镜成正立、放大的实像
B．照相、机成正立、缩小的实像
C．幻灯机成倒立、放大的实像
D．近视眼镜成正立、放大的虚像
4．使用显微镜时，被观察的物体经过________次放大，第一次放大与________原理相同，说明了被观察物体应放在物镜的________之间，成________像；第二次放大与________原理相同，成________像。
5．使用望远镜时，物镜的作用与________原理相同，成________像；目镜的作用和________原理相同，成________像。
6.选做：老花镜的“度数”等于它的焦距的倒数乘100，你能替爷爷测出他的老花镜的度数吗？
三、课后拓展
（一）望远镜
１、望远镜的作用：可以将远处的物体变的很近。用一架好的双筒望远镜可以清晰地看见月球上的环行山，还可以看到许多平时看不到的星星。
２、发展史：
（１）1608年，荷兰的一位眼镜制造商无意间通过凹透镜（作为目镜）和凸透镜（作为物镜）看远处的物体，意外的发现远处的物体变近了，从而导致了望远镜的发明．
（２）第一位把望远镜用于科学研究的是意大利物理学家伽利略．1609年他用自制的望远镜观察天体，以确凿的证据支持了哥白尼的＂日心说＂．由于伽利略长期用望远镜直接观察太阳．，没有采取保护措施，晚年时不幸双目失明．
（３）1611年德国天文学家开普勒用凸透镜代替凹透镜作为目镜，用两个凸透镜组成望远镜，这种望远镜视野较广，特别适宜于观察行星和月球，通常称开普勒望远镜．
（４）请看课本图3.5—5，这个就是哈勃空间望远镜，1990 年被送入太空，使我们观测宇宙的能力空前提高．
哈勃太空望远镜是以天文学家哈勃为名，在轨道上环绕者地球的望远镜，它是世界上最大、图像最清晰的天文望远镜。他的位置在地球的大气层之上，因此获得了地面望远镜所没有的好处——影像不会受到大气湍流的扰动，视宁度绝佳又没有大气散射造成的背景光，还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后，已经成为天文史上最重要的仪器。他已经填补了地面观测的缺口，帮助天文学家解决了许多根本上的问题，对天文物理有更多的认识。哈勃的超深空视场是天文学家曾获得的最深入（最敏锐的）的光学影像。
哈勃帮助解决了一些长期困扰天文学家的问题，而且导出了新的整体理论来解释这些结果。哈勃的众多主要任务之一是要比以前更准确的的测量出造父变星的距离，这可以让我们更加准确的定出哈勃常数的数值范围，这样才能对宇宙的扩张速率和年龄有更正确的认知。在哈勃升空之前，哈勃常数在统计上的误差估计是50%，但在哈勃重新测量出室女座星系团和其它遥远星系团内的造父变星距离后，提供的测量值准确率可以在10%之内。这与哈勃发射之后以其它更可靠的技术测量出来的结果是一致的。
哈勃也被用来改善宇宙年龄的估计，宇宙的未来也是被质疑的问题之一。来自高红移超新星搜寻小组和超新星宇宙论计划的天文学家使用望远镜观察遥远距离外的超新星，发现宇宙的膨胀也许实际上是在加速中。这个加速已经被哈勃和其它地面望远镜的观测证实，但加速的原因目前还很难以理解。
由哈勃提供的高解析光谱和影像很明确的证实了盛行的黑洞存在于星系核中的学说。在60年代初期，黑洞将在某些星系的核心被发现还只是一种假说，在80年代才鉴定出一些星系核心可能是黑洞候选者的工作，哈勃的工作却使得星系的核心是黑洞成为一种普遍和共同的认知。哈勃的计划在未来将着重于星系核心黑洞质量和星系本质的紧密关联上，哈勃对星系中黑洞的研究将在星系的发展和中心黑洞的关连上产生深刻与长远的影响。
（二）显微镜。
1．20世纪90年代研制的超分辨率透射电子显微镜，放大率可达1500倍，使人能直接观察到原子。
2．1982年发明了隧道显微镜，不仅分辨率高，而且可以操纵单个原子。
作业：课后利用透镜制做望远镜和显微镜。没有透镜的同学，可以找一些透镜的替代品！