初中物理人教版（2024）八年级上册显微镜和望远镜教学设计

这是一份初中物理人教版（2024）八年级上册显微镜和望远镜教学设计，共18页。教案主要包含了边画光路图边讲解，播放视频，简单介绍，学生实验，归纳结论，归纳讲解等内容，欢迎下载使用。

年级
八年级
授课时间
课题
第5节 显微镜和望远镜
教学
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。
教材
分析
眼睛和眼镜、显微镜和望远镜是凸透镜成像规律的应用，课程标准中对此并没有具体的要求。增加这些内容的目的，是想让学生通过这些内容的学习，加深对凸透镜成像规律认识，开阔眼界，同时让学生认识到物理知识与日常生活实际的联系是非常紧密的。物理知识是很有用的，以激发学生学习物理的兴趣。
显微镜和望远镜都是利用两个透镜的组合看物体。它们的成像原理比较抽象，学生在理解上有些困难。本节采用模拟的方法，如让学生利用两块凸透镜的简单组合，自制显微镜和望远镜，通过这一活动，使学生了解其中的物理道理，并体验成功的喜悦。
课程标准要求：“了解人类探索太阳系及宇宙的历程，知道对宇宙的探索将不断深入，关注探索宇宙的一些重大活动。”本书没有专辟一章，用大量的篇幅对此进行介绍，而是选择了望远镜这部分知识作为编写的切人点。望远镜的使用，使人类得以超越普通目力所及，更为细致地观察月球及太阳系内的其他行星，并且能够多观察到更遥远的星球，这就为人类打开了一扇观察宇宙的窗口。由此出发，人类的探月以以及将要进行的登陆火星等深空探测活动，就是自然而然的了。本节教材就从伽利略、牛顿项等科学前辈利用望远镜来观测天空入手，选取人类探索宇宙的一些重大活动，简述了人类委探索太阳系和宇宙的历程。这样的处理，起到了“以点带面”的作用。至于探索宇宙的更多的事例，教学中可以让学生通过报刊、网络等进行查阅，以培养他们通过各种公共信息资源收集资料的能力。
教学
器材
显微镜、望远镜、不同焦距的凸透镜两个。
多媒体ppt，包含视频：《模拟望远镜》、《显微镜》、《哈勃望远镜拍摄的十大著名宇宙照片》等。
教学过程
教学
内容
教师活动
学生活动
引入
新课
【提问】①怎样用两个凸透镜把微小的物体尽量放大？
【方法】一只凸透镜可以将一只小小的蚊子放大，再用一个凸透镜去观察那个放大的像，在一次放大的基础上将像再放大一次，也就是两次放大——简易显微镜。
②日常生活中观察远处的物体时用什么器材？科学家在观察夜象时，用什么器材？
今天一起学习——《5.5显微镜和望远镜》。
做实验，体验成功的喜悦，进入情景。
新课
教学
一、
显微镜
【通过播放ppt图片，进行讲解】
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。）

2.显微镜成像的基本原理
【边画光路图边讲解】
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. 显微镜的成像光路图
【播放视频】——《显微镜》
4. 显微镜的应用
【简单介绍】显微镜通过物镜和目镜的两次放大，成倒立、放大的虚像，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。
显微镜把一个全新的世界展现在人类的视野里。人们第一次看到了数以百计的“新的”微小动物和植物，以及从人体到植物纤维等各种东西的内部构造。显微镜还有助于科学家发现新物种，有助于医生治疗疾病。1931年，德国物理学家恩斯特·鲁斯卡通过研制电子显微镜，使生物学发生了一场革命。这使得科学家能观察到像百万分之一毫米那样小的物体。1986年他被授予诺贝尔奖。
【例题1】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。
了解显微镜的主要结构及各部分的作用。
知道显微镜成像的原理.
知道物镜、目镜的成像情况.
根据光路图理解显微镜的原理。
观看视频，加深对显微镜成像的理解。

大体了解显微镜的一些应用.
做例题并进行解析.
新课
教学
二、
望远镜
望远镜种类很多，其中一种是由两组凸透镜组成。
1.望远镜的基本结构
【讲解】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 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正立过来。
2. 望远镜的成像原理
【边画光路图边讲解】
①物镜：物镜的作用相当于照相机，远处的物体通过物镜在焦点附近成倒立、缩小的实像，这个像处于目镜的1倍焦距以内.
②目镜：目镜的作用相当于放大镜。通过目镜成正立(相对物镜所成的像)、放大的虚像。
3.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，是倒立的缩小的虚像。
②物镜和目镜的距离等于两个透镜的焦距之和。(由于物体据望远镜的距离很大，第一次成像在物镜的焦点附近且无限靠近焦点，可以近似地认为等于焦点处，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。)
【提出问题，引出视角的概念】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。
4.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影响视角的因素：
（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。
物体看起来近大远小，是因为视角的缘故。

③用望远镜观察物体时会感到像被放大的原因：

望远镜使我们观察远处物体的视角变大，远处物体经物镜成的像离眼睛很近，加上目镜的放大作用，视角就可以变很大.
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。现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大，以便观测到更暗的星。
【播放视频】——《望远镜》
【学生实验】
为更直观的理解望远镜的成像原理，动手制作模拟望远镜。
取两个焦距不同的凸透镜，通过两个透镜看前面的物体，调整两个透镜间的距离，直到看得最清楚为止。物体是变大了还是变小了？把两个放大镜的位置前后对调以后，你有什么新的发现？

①先用一个凸透镜(焦距较大)观察窗外远处的物体，看看成像情况.
②再用另一个凸透镜(焦距较小)观察上面得到的物体的像，看看成像情况.
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。
【播放视频】——《模拟望远镜》
【例题2】如图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。
知道望远镜的结构。
理解望远镜成像的原理。
根据光路图理解成像原因.
思考，引入视角的概念。
知道视角的概念。
知道影响视角大小的因素。
观看视频，加深理解。
制作模拟望远镜，描述现象，归纳结论，知道望远镜的结构和原理。
观看视频，了解模拟望远镜的制作过程及原理.
做题并解析。
新课
教学
三、
探索
宇宙
【引入】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。望远镜的发明和使用扩大了人的视野，开创了人类探索宇宙的历史.
【指导学生阅读教材P104～P105】 了解本部分知识。
【归纳讲解】
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。
1846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，人们用望远镜在预测的位置发现了这颗后来被命名为海王星的行星。
2. 哈勃太空望远镜
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。使人类观测宇宙的能力空前提高。
伽利略望远镜 哈勃太空望远镜

3.射电望远镜
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。现在，用射电望远镜已能观测到约130亿光年外的宇宙空间情况，但仍没有找到宇宙的边缘。
【简单介绍中国“天眼”望远镜】
中国“天眼”500米口径球面射电望远镜工程由我国天文学家于1994年提出构想，从预研到建成历时22年，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

【提问】现代天文望远镜都力求把物镜口径加大，为什么？
【讲解】望远镜的物镜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清晰，以求观测到更暗的星。
4.探索宇宙
宇宙中拥有上千亿个星系，银河系只是这上千亿个星系中的一个,银河系异常巨大，一束光穿越银河系需要10万年的时间。太阳不过是银河系中几千亿颗恒星中的一员，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.
【播放视频】——《哈勃望远镜拍摄的十大著名宇宙照片》
【例题3】探究宇宙的奥秘，一直是人类孜孜不倦的追求。下列关于宇宙及星体运动的说法正确的是（ ）
A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动
B．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动
C．地球是绕太阳运动的一颗行星
D．“日心说”是正确的，“地心说”是错误的
【答案】C
【解析】太阳是太阳系的中心，地球、月亮及其他行星都绕太阳运动；地球是绕太阳运动的一颗行星；日心说不完全正确。太阳并非宇宙中心，只是太阳系的中心。所以选C。
学生阅读教材P104～P105， 了解本部分知识。
知道伽利略第一个利用望远镜指向天空。
知道望远镜发展过程，使用望远镜使人类更为细致地观察月球及太阳系内的其他行星，并且能够多观察到更遥远的星球，为人类打开了一扇观察宇宙的窗口。
思考回答。
观看视频，感受人类探索太阳系及宇宙的历程.
做题并解析.
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