5.5 跨学科实践：制作望远镜 教案（2024新课标）

中小学教育资源及组卷应用平台 课题 第五章 透镜及其应用 5.5 跨学科实践：制作望远镜 教学目标 1.物理观念 （1） 望远镜的构造和成像原理。 （2）了解人类探索宇宙的过程。 （3）了解“中国天眼”在人类探索宇宙中的作用及我国科学家建设“中国天眼”过程中的卓越贡献。 2.科学思维 应用凸透镜成像规律，用不同的透镜观察远处的物体。 3.科学实验 通过自制望远镜，感受物理应用于实际的乐趣。 4.科学态度与责任 （1） 具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理。 （2）初步建立将科学技术应用于实际的意识。 教学重点 应用透镜的性质制作望远镜 教学难点 用透镜制作成望远镜 教学方法 实验法和讲授法 教学用具 焦距和大小不同的凸透镜、硬纸板可卷成筒状、剪刀、胶带、刻刀 教学课时 1课时 教学互动设计 一、创设情景、导入新课 2016年9月25日，世界最大单口径射电望远镜（FAST）在我国贵州省正式投入使用，被称为“中国天眼”。 FAST工程———500米口径球面射电望远镜在贵州省平塘县的喀斯特洼坑中落成启用，开始接收来自宇宙深处的电磁波。使得中国在这一领域的发展先进了30年。 2024年9月25日，“中国天眼”迎来了8周岁“生日”。“中国天眼”帮助人类探索宇宙的起源、演化及其结构，为理解宇宙中的前沿科学问题提供了重要的观测数据，也为国际科学界交流与合作搭建了重要平台。 南仁东（1945年2月-2017年9月15日），出生于吉林辽源，毕业于清华大学，中国天文学家，“中国天眼”的主要发起者和奠基人，“人民科学家”国家荣誉称号获得者。 南仁东曾任FAST工程首席科学家兼总工程师，主要研究领域为射电天体物理和射电天文技术与方法，曾获全国创新争先奖、改革先锋称号、改革先锋奖章。2017年9月15日因病逝世，享年72岁。 项目提出 科学家利用巨大的天文望远镜接收来自遥远星系的信息。通过分析这些信息，人们对宇宙了解得越来越深入了。根据透镜成像的知识，你也可以自己制作一个如图所示的望远镜。或许你能用它获得新的发现呢！ 二、新课讲授、师生互动 （一） 项目提出 根据透镜成像的知识，你也可以自己制作一个如图所示的望远镜。或许你能用它获得新的发现呢！ （二）项目分析 要自己制作望远镜，你需要完成以下任务。 1. 了解望远镜的基本原理。 2. 设计一个望远镜，能够用它观察校园内远处的物体。 3. 根据你的设计方案，选用合适的器材，制作一个望远镜并进行调试。 （三）项目实施 1. 了解望远镜的基本原理 望远镜有不同的类型，其中有一种望远镜是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的叫作目镜，靠近被观测物体的叫作物镜（如图所示）。 物镜的作用是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。 物镜成像原理：物距大于2倍焦距，通过凸透镜成倒立缩小的实像，像距在1倍焦距与2倍焦距之间。 目镜成像原理：物距小于1倍焦距，通过凸透镜成正立放大的虚像。 细心的同学可能会有疑问：物体距离物镜很远，它的像却离物镜很近，根据前面探究的结果，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被放大了呢？ 原来，我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”（如图所示）的大小十分重要。视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。 望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，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。 进一步的分析表明，像如图所示这样的望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。 2. 设计简易望远镜 （1）确定望远镜的放大倍率 自制的望远镜可以采用单片的凸透镜作为目镜和物镜。为了让成像质量好一些，其放大倍率不宜过大，取放大倍率为2~3倍即可。 （2）选择 ... ...