苏科版（2024）新教材八年级物理上册第三章课件：跨学科实践：自制天文望远镜

八年级上册

·苏科版(2024)第三章光的折射透镜跨学科实践自制天文望远镜学习内容一

、任务与要求二

、交流与评估三、提升训练在制作过程中，提升动手实践、观察分析

能力，学会团队协作

与交流；通过观察天

体，培养科学探究与

记录能力。激发对天文学的兴趣，培养勇于探索、实事

求是的科学精神，增

强民族自豪感。了解天文望远镜的基

本结构与成像原理，解释凸透镜成像规律

在其中的应用；依据

原理，准确选择材料，

规范制作简易天文望

远镜，能熟练调节以

清晰观测远处物体。情感态度与价值观知识与技能过程与方法学习目标1.理解天文望远镜的结构与成像原理；2.掌握自制天文望远镜的方法与步骤。3.理解复杂的成像过程，解决制作中遇到的技术问题，如光轴校准、焦距匹配。教学重点教学难点重难点

问

题仰望星空，我们不禁浮想联翩。天文望远镜的发明和应用为人类揭开宇宙的神秘面

纱提供了可能。利用我们所学的知识，设计

并制作一架简易的天文望远镜，观察月球或

木星、土星等，相信一定会非常有趣!导入新课一

、任务与要求跨学科实践：自制天文望远镜以开普勒望远镜为例，如右图所示。望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜，靠近眼睛的叫作目镜，靠近被观测物体的叫作物镜。1.望远镜的作用任务一、了解望远镜观察远方的物体开普勒望远镜2.构造物目镜第二次：正立、放大的虚像任务一、了解望远镜3.望远镜的工作原理物镜

第一次：倒立、缩小的实像物镜(照相机)目镜(放大镜)极远处物体射来的光正立、放

大的虚像倒立、缩

小的实像极远处

的物体距之比，即：放大倍率如下图所示，此望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦任务一、了解望远镜4.放大倍率开普勒望远镜模拟望远镜任务一、了解望远镜视频：望远镜的工作原理【典例1】如图是简易天文望远镜内部结构。远处的物体经过物镜成一个倒立、缩小(分别填写“倒立”“正立”与“放大”“等大”

"缩小”)的实像，这个实像经过目镜成一个正立虚像(选填“虚”或“实”)。如果你想制作简易天文望远镜，没有现成的透镜，可以选用合适的远视(选填“近视”或“远视”)镜片来代替。【详解】[1][2][3][4]望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立、缩小的实像，这个倒立、缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置，目镜的作用相当于一个放大镜，这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像。因远视眼的镜片是凸透镜，所以想制作简易天文望远镜，没有现成的透镜，可以选用合适的远视镜片来代替。任务一、了解望远镜任务二、自制天文望远镜1.确定望远镜的放大倍率思考：放大倍数越大越好吗?为什么?不是，倍率越大，物体表面亮度越差；视野晃得厉害，很难稳定的看东西。提示：自制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，放大倍率不宜过大，取放大倍率2~3倍即可。可以选择身边常见的凸透镜或者进行购买。思考：(1)为什么物镜直径要比目镜直径大一些?(2)为什么以焦距较大的为物镜、焦距较小的为目镜呢?提示：(1)选择物镜直径要比目镜直径大一些，直径大的物镜

集光力越强，分辨率越高。(2)物镜焦距越大，目镜焦距越小，放大倍数就越大。2.选择物镜和目镜任务二、自制天文望远镜用凸透镜观察物体(1)设计镜筒①计算望远镜伸缩长度的尺寸，镜筒最长伸长为f物

+f

,

观察较近处物体时，两块凸透镜间的距离要稍大些。②用望远镜对不同远近的物体进行观察时，需要调节两块凸透镜之

间的距离。两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜之间焦距的和。3.设计和制作望远镜任务二、自制天文望远镜目镜任务二、自制天文望远镜(2)制作望远镜①镜筒材料选择选择两个刚好可以套在一起的圆筒，分别把物镜和目镜固定在两个圆筒的一端，如右图所示。物镜的镜筒比目镜的镜筒粗一些，便于使用时调节两块凸透镜间的

距

离

。目镜望远镜套筒任务二、自制天文望远镜②镜筒制作制作时，可以根据凸透镜的焦距、直径等数据，以及对镜筒长度的要求，利用身边的物品(如装羽毛球的筒)或截取适当尺寸的长方形纸板，并把它卷起来制成镜筒。注意镜筒两端镶嵌的凸透镜要用双面胶固定好，防

止在使用时倾斜，影响观察效果。任务二、自制天文望远镜(3)制作寻星装置利用光的直线传播原理，制作一个辅助寻找待观测星球的寻星装置，装在望远镜套筒上，如图所示。将望远镜固定在三脚架上。观察时，首先通过寻星装置找到目标星球，再通过望远镜进行观察。寻星装置任务二、自制天文望远镜视频：自制望远镜任务三、用天文望远镜观察月球1.试用与调整(1)把目镜镜筒插入物镜镜筒内，目镜放眼前，通过对镜筒长度的

调整，改变目镜与物镜的距离，直到在望远镜中看到远处物体清

晰的像为止。(2)通过望远镜观察到远处物体的像是倒立的。任务三、用天文望远镜观察月球通过望远镜，可以观察到倒立放大的像。思考：如何通过望远镜看到正立的像?方法一：使用两个相互垂直的平面反射装置把所成的像先上下颠倒一次再左右颠倒一次。方法二：

物镜使用凸透镜，目镜使用凹透镜，望远镜所成的像就是正立的了。任务三、用天文望远镜观察月球2.用裸眼直接观察月球(1)月相的概念月球相貌的变化叫月相。月相是地球上的人看到的视觉形态，即被照亮的月面。(2)月相的形成造成月相的主要原因是月球本身不发光，靠反射太阳光才能发亮，同时月球在绕地球公转，地球又在绕太阳公转，因此，日、地、

月三者的相对位置在不断变化，地球上看到的月球被太阳照亮的部

分就显示出不同的位相。任务三、用天文望远镜观察月球(3)月相的变化在一个月中，月球的月相要经历新月、上弦月、满月、下弦月等一系列的变化。地球、月球和太阳大致在同一条直线上，并且月球在中间。出现时间在每月农历初一，视觉上不可见。【

新

月

】任务三、用天文望远镜观察月球【

上弦月

】月上弦月珠地球、月球和太阳大致在同一直线上，地球居中。每月农历十五、十六出现，视觉上是一轮明月地球、月球和太阳大致成直角，出现时间在每月农历初七、八，视觉上成半圆，月面朝西。地球太

阳【

满

月

】太

阳月时间月相农历初一前后新月农历初七前后上弦月农历十五前后满月农历二十二前后下弦月地球、月球和太阳大致成直角，出现时间在每月农历二十二、二十三，视觉上成半圆，月面朝东。上弦月阳朔

φ

)新月光娥眉月任务三、用天文望远镜观察月球球轨

娥眉月上弦地球下弦珠凸月月【

下弦月

】太

阳满月○下弦月下弦月月道任务三、用天文望远镜观察月球3.用自制天文望远镜观察月球(1)月貌月球表面布满了大大小小的圆形凹坑，称为“月坑”,大多数月坑的周围环绕着高出月面的环形山。小的环形山直径不足10km,大的环形山直径有100km

以上，很多大的环形山都有名字，如哥白尼环形山、张衡环形山等。绝大多数的环形山是由外来星体的撞

击而形成的。任务三、用天文望远镜观察月球(2)使用自制天文望远镜观察月球的步骤(1)按小型望远镜的安装和调试说明，在空旷的高地或楼顶上安

置好望远镜。(2)选择风比较小、满月前后的晴夜，用倍率比较大的目镜，并

在物镜前加置滤光片观察月球表面，可以取得较好的观测效果。(3)为了有效地绘制月面图，可以在望远镜目镜下面放置一块投

影屏。在投影屏上放置直径为8~10cm

的圆形白纸，用于绘制月面

图。转动并调节望远镜，使望远镜的东西线与月面图纸东西方向

一致，调节望远镜焦距，使月面清晰地投影于圆形纸上。任务三、用天文望远镜观察月球(4)观测月面，并将月面上的凹凸明暗处用笔轻轻描绘出来，观

测完后再加工整理。(5)可在满月、上弦月或下弦月时进行多次观测，绘制不同时期

的月面图进行比较。任务三、用天文望远镜观察月球4.中国探月工程2004年，中国正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。2007年10月24日，“嫦娥一号”成功发射升空，在圆满完成各项使命后，于

2009年按预定计划受控撞月。2010年10月1日，“嫦娥二号”顺利发射，也已圆满并超额完成各项既定任务。2020年11月24日，在文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射嫦

娥五号探测器，开启了我国首次地外天体采样返回之旅。2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带月球样品1731克，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在文昌航天发射场成功发射，准确进入地月转移轨道。【详解】超级月亮是指月亮距离地球最近的状态，此时，月亮围绕地球转动，到达离地球最近的地方，距离我们最近，使视角增大，所以我们看到的月亮

好像比平时的增大了。实际上月亮本身的大小不变。月亮”的解释，你认为比较合理的是

(B)A.

月亮本身变大了B.

月亮距离我们很近时，视角变大了C.

月亮距离我们很远时，视角变小了D.

月亮变大且距离我们很近任务三、用天文望远镜观察月球【典例2】2016年11月14日夜空出现的“超级月亮”如图所示。下列对“超级二、交流与评价跨学科实践：自制天文望远镜二、交流与评价1.展示自制的天文望远镜，说明制作过程与关键步骤。2.撰写观察报告，介绍相关背景资料，观察记录的月球或其他星球的信息，以及基于观察提出的问题和进一步探究的设想等。通过天文望远镜观察到的月球、木星、土星二

、交流与评价3.对自制天文望远镜结构设计的合理性、外观和工艺水平、观察

效果等进行评价。同学之间进行讨论和交流，对望远镜的设计和

制作提出改进意见。4.对观察报告的科学性、规范性和问题与探究的价值等进行评价。跨学科实践：自制天文望远镜三

、提升训练提升训练1.我国在2024年将会发生两次日月食，第二次预计在2024年10月2日，发生日全食和月偏食。每次月全食都会有很多天文爱好者使用望远镜欣赏，还有人用摄像头记录下整个过程，对于以下说法正确的是

(

C)A.

望远镜的物镜相当于投影仪B.

通过摄像头所成的像是正立、放大的C.

通过望远镜的物镜成倒立缩小的实像D.

月亮在摄像机镜头的二倍焦距之内BD.

摄像机的镜头是凸透镜，用摄像头记录月全食，月亮在摄像机镜头的二倍焦距之外，根据凸透镜成像规律，此时摄像机镜头所成的像是倒立缩小的

实像，故BD错误。提升训练2.如图甲所示是福建的天文爱好者颜明哲通过纯手工打磨镜片自制的望远镜，该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑纹，图乙是该望远镜内部结构及光路示意图。下列关于该自制望远镜的说法正确的是(C

)

物镜A.

颜明哲通过纯手工磨制的镜片是凹透镜

目镜B.

看到8亿公里外的木星只利用了光沿直线传播

甲

乙C.

清晰看到木星表面的斑纹时物镜的成像原理与照相机相同D.

木星到物镜的距离u满足f<u<2f(f为物镜的焦距)CD.

望远镜的目镜相当于放大镜，成正立的放大的虚像，物镜相当于照相机，

木星到物镜的距离u满足u>2f,

成倒立缩小的实像，故C正确，D

错误。提升训练3.某学校兴趣小组探究显微镜成像原理，查阅资料发现：显微镜的镜头可以看

作由一块焦距较小的凸透镜(物镜，其焦距用f

物表示)和一块焦距较大的凸透

镜(目镜，其焦距用f

目表示)组成，被观察的细微物体先在物镜中成一个像，这个像就相当于目镜中的物体，然后它在目镜中再次成像。如图，F₁

为物镜的焦

点，F₂

为目镜的焦点，如图中已作出细小物体AB

在物镜中所成像A'B'的光路图，

以及A'B'射