14 神奇的眼睛教案沪科版八年级全册.docx

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14神奇的眼睛教案沪科版八年级全册

第七节神奇的眼睛

一、教学目标

1、了解放大镜、显微镜、望远镜等光学仪器及其应用。

2、尝试应用已知的科学规律解释具体问题，获得初步的分析概括能力。

3、通过本节学习，使学生认识物理学在生产、生活和科技方面的应用。

增强学生对物理的热爱。

使学生认识科技对人类生活和社会发展的重要性，了解科技的持续性发展将加深人类对自然的认识，激发学生对科学技术的热爱。

二．教学重点与难点

重点：

放大镜、显微镜。

望远镜及照相机的原理。

难点：

用已知的科学规律解释具体问题。

三、学准备

教师：

显微镜、望远镜、照相机各两个（其中一个是剖开的），多媒体投影仪。

学生：

几个焦距不同的凸透镜（放大镜）、一杯水、滴管、一片树叶、显微镜、望远镜，每小组一套。

四、教学设计

教师活动

学生活动

说明

复习

凸透镜的成像规律

回忆、思考、回答

加深对凸透镜成像规律的认识

引入新课

自家大门上一般都安了一个“猫眼”，通过猫眼看室外视野较广，而在室外却看不请室内，“猫眼”实际上也是透镜，你知道透镜还有哪些应用吗？

放大镜

显微镜

望远镜

照相机

回忆、联想、积极思考、踊跃发言。

尽力发散学生思维，提高兴趣、活跃课堂气氛，体现“从生活到物理”的新课程理念。

在黑板板书明确本节课要研究的内容。

进行新课

要看清较小的物体，应怎样办？

学生探究：

利用桌上的凸透镜观察课本上的文字。

讨论：

文字离凸透镜多远才合适？

放大镜所成的像是怎样的？

水滴能把字放大吗？

（做一做）

二、显微镜

引导学生探究：

一个放大镜可以放大物体，若要放大更小的物体，可否将透镜组合？

将组合的较好的学生的透镜向大家展示。

用多媒体向学生播放显微镜的发展。

练习真正的显微镜来观察物体。

三、望远镜

一个凸透镜和凹透镜组合在一起会如何呢？

引导学生选用焦距不同的凸透镜和凹透镜来组合，观看远处的物体。

利用多媒体放映望远镜和天文望远镜的发展资料以及它们在天文事业方面的所起的重大作用。

引导学生讨论科技对人类生活和社会发展的重要性以及自己的感受。

四、照相机和幻灯机

投影照相机实物。

引导学生观察照相机的主要组成部分及其使用。

投影照相机的原理图（课本图4－67）

让学生讨论照相机的原理：

像比物体是变大了还是变小？

像距和物距哪一个大？

像是正立还是倒立的？

让学生课下用照相机拍照了解照相机的使用和原理。

出示幻灯机、投影仪，进行实物投影。

组织学生讨论它们的成像原理及使用方法。

讨论:

放大镜、幻灯机、照相机所成的像有什么不同？

学生回答可用放大镜或显微镜。

分组探究、讨论、积极发言、做一做。

学生拿两个透镜组合观察能否将物体放得更大。

观察显微镜得结构及观看现代的显微镜。

学生急切拿起两个显微镜进行实验。

观看

讨论、交流

通过生活实例回答问题。

观看，根据学过的凸透镜成像规律讨论。

观察、思考讨论、回答

分组讨论。

学生从生活中的经历可以回答，但并尽知道其中的道理，可以此来激发学生的求知欲。

培养学生动手、动脑能力，加深对凸透镜成正立、放大虚像的认识和理解。

将几个简单的仪器组合，得到更新奇的工具，培养学生创造思维能力，也使学生有较大的成功感。

了解科技的持续性发展，激发学生对科学技术的热爱。

实际操作，提高学生的积极性。

这几个小实验让学生感到学习物理的极大兴趣，同时也感到只要善于思考、善于动手就会有所创造，有所发现。

使学生关心科学技术的新发展和新思想，激起学生对科学知识的求知欲望。

让学生对照相机有感性认识。

巩固凸透镜成像的规律。

照相机、幻灯机、投影仪是传播知识的媒体，有必要让学生掌握使用方法。

注重知识间的联系，养成良好的思维习惯。

小结测评

学生独立完成并交叉讨论。

知识的应用、巩固与拓展。

五、板书设计

4·7神奇的“眼睛”

一、放大镜

原理：

一、显微镜

结构：

目镜物镜

二、望远镜

结构：

目镜物镜

三、照相机

原理

四、幻灯机、投影仪

原理

六、教学反思

『G』参考自料

1.有关光学名词和光学器材的常识

（1）明视距离

观察物体时,既能看清物体的各部,眼睛又不感到过分紧张的（眼到物体）距离。

一般正常眼睛的明视距离为do=25cm。

（2）视角

眼睛观察物体时,物体两端对眼瞳孔所张的角。

当视角达到1，时,就能分清物体的细部。

（3）仪器放大率

显微镜和部分望远镜最后成的像是虚像,人眼观看的是虚像,这时虚像对人眼的视角放大了。

假设用眼睛直接观察物体时的视角是α,用仪器观察物体时的视角是β,则m=β/α称为此类（最终成虚像）仪器的放大率。

对幻灯机、投影仪、照相机等,最终的像呈现在屏幕上,即成的是实像。

此类成实像仪器的放大率通常用像与物的线度之比表示。

（4）角放大率

光学仪器观察物体时的视角与用肉眼观察物体的视角之比称为光学仪器的角放大率。

肉眼看物体时的视角为Ψo=h/do，h是物体的线尺寸,do是明视距离。

（5）关于组合透镜

两个焦距分别为fl和f2的薄透镜共轴接触组合在一起,放在同一种介质中（即透镜组的两边是同种介质,例如都是空气）,其透镜组的焦距是1/f=1/f1+1/f2.但焦距虽然可以用公式算出来,但不能像薄透镜那样用1/f=1/u+1/v来表示像距、物距与焦距之间的关系。

需要处理这方面问题时,还是分别讨论各个透镜的作用比较方便,用作图法解决问题。

当两个共轴的薄透镜不接触组合时,要讨论成像情况,通常也是对各个透镜分别讨论。

2.部分光学仪器

（1）放大镜

放大镜是焦距较短（通常在10cm左右）的凸透镜,是增大角放大率的。

通常把放大镜放在靠近眼睛处,被观察物体位于放大镜焦平面附近,成的像在明视距离d处,是放大、正立的虚像,像对眼的视角是Ψ1=d/f,所以放大镜的角放大率是k=Ψ1/Ψ2=d/f,放大镜的角放大率就称为放大率。

放大镜的焦距愈小,放大率愈大。

但是当f太小时,由于镜面的曲率过大（曲率半径过小）眼睛所能观察的范围（视场）就很小,观察起来是很不方便的;而且曲率过大的凸透镜,其球差现象也显著。

所以一般用的（单透镜）放大镜放大率不过几倍。

描隧道显微镜（STM）,于1986年又相继制出可用于绝缘材料检测的原子力显微镜（AFM）。

两镜均可达到原子级的分辨率（十分之一纳米）,并于1986年获得诺贝尔奖金。

扫描电子隧道显微镜的基础是量子力学揭示的隧道效应。

继后,又有人研制出磁力显微镜（MFM）与静电力显微镜（EFM）等等,形成了扫描探针显微镜（SPM）族。

扫描探针显微技术在此后的发展是由表面几何形体的检测到表面微观物理量的检测,从表面检测又发展到对表面进行原子级的加工和修整。

在探针上施加一定的偏压,它可以从工件表面"浮获"一个原子,然后将其移动到适当的位置,再予以释放。

因此,就可以按照人们的意图,进行原子操作,或分子组装。

有人曾以STM针尖移动被吸附在Ni原子表面的Xe原子,组成了"IBM"三个字,每个字母的长度仅为4nm。

我国科学家在隧道显微镜下,成功地将24个铜原子在铁原子表面围成一圈。

纳米技术就是在隧道显微技术的基础上才得以发展。

（6）望远镜

望远镜是增大观察远处物体视角的,其观察的对象都比较大。

通常有折射式望远镜和反射式望远镜。

折射式望远镜的物镜和目镜都是透镜,又有两种:

一种是开普勒式望远镜,目镜和物镜都是凸透镜;另一种是伽利略式望远镜,物镜是凸透镜,目镜是凹透镜。

最简单的开普勒式望远镜用两片凸透镜构成,物镜的焦距f物较长,而目镜焦距f目较短,镜筒的长度L=f物十f目。

远处物体的光通过物镜后,成缩小倒立的实像在接近物镜的焦平面处,也即在目镜的焦平面内,再经目镜成放大正立的虚像在明视距离处,视角被放大了。

开普勒望远镜看的像是倒的,这对天文观察没有什么影响,所以简单的折射式天文望远镜的结构都是由两片凸透镜组成的。

但对日常观察地面上物体却很不方便,为此常用两种方法校正。

方法之一是在两块凸透镜之间再加一块"正像透镜",正像透镜也是一块凸透镜,使物镜的焦点与正像透镜的一个两倍焦距点重合,目镜的焦点与正像透镜的另一个两倍焦距点重合。

物镜成的像经正像透镜成等大倒立的像在目镜的焦平面上,再被目镜放大,物体就成了正立的像。

方法之二是在两块透镜之间加两只等腰直角全反射三棱镜,两直角棱镜的斜面互相垂直,物镜成的像经第一块棱镜将左右颠倒一次,再经第二块棱镜把上下颠倒一次,再经目镜成的就是正立的像了。

最简单的伽利略式望远镜是由一块凸透镜作物镜,一块凹透镜作目镜,目镜的位置在物镜和物镜的焦点之间,且两镜的焦点要重合。

远处的物体经物镜成像在焦平面附近,这个像对于目镜来说是虚物,且在焦点之内,所以凹透镜对其成放大倒立的虚像,视角被放大了。

折射式望远镜的放大率m=f物/f目。

反射式望远镜的物镜是凹面镜,目镜是凸透镜,基本上都用作天文望远镜。

天体的光经

凹面镜会聚后,再由平面镜、全反射棱镜或另一凹面镜改变光路投射到目镜,放大成像。

（7）射电望远镜

观察和研究来自天体的射电波的基本设备,包括收集射电波的定向天线、放大射电信号的高灵敏度接收机、信息记录、处理和显示系统等。

1、

小型照相机简介

（1）镜头

由于单个凸透镜在成像中存在着严重的光行差问题（包括像差、像散、像场弯曲、畸变和色差等）,因此实际照相机的镜头是由透镜组构成,它起着校正光行差的作用。

图4－41就是部分海鸥牌、晨光牌、西湖牌照相机的镜头,它由前后两个会聚透镜组及中间一个发散透镜构成。

由于镜头在照相机中有着重要作用,所以要特别用心保护,注意防潮、防晒、防高温、防碰撞、防灰尘、防油气、防污垢,同时切忌用手指或其他物体接触镜面。

每次用毕后,应即用镜头盖盖好,并把距离拨回到无限远处（让镜头收进去）。

如镜面有一些浮尘,可用干净柔软的毛笔轻轻拂去灰尘,如擦拭镜头,应用干净的擦镜头纸或用干净的专用鹿皮轻轻地从镜头中心起转圈向边缘拭擦,揩拭的次数越少越好,以免镜头受伤。

（2）光圈

光圈的作用是调节镜头的通光量。

现代的光圈,都是由许多叶瓣组成的可变孔径的。

只要转动调节圈,即可使叶瓣均匀地开合,现出不同的光圈孔径（图4－42）。

这种光圈装在镜头的两个透镜组的中间。

图4－42光圈

镜头的实际通光量不但跟光圈口径有关系，而且跟镜头的焦距有关系,因此,镜头的

通光量不能用光圈口径表示,而要用光圈的相对口径（相对孔径）表示。

光圈的相对口径等于光圈的口径与镜头的焦距比:

a/f。

一般照相机上光圈的相对口径选取的数值分别为：

1/2.1/2.8.1/4.1/5.6.1/8.1/11.1/16.1/22

等等。

相对口径在相机镜头上通常用2.8、4、5.6、8、11、16、22等数字表示出来,这些数字只表示出相对口径的分母,因分子总是1,故略去不写了。

因为分母的数值越大,就表示相对口径越小,所以照相机镜头的光圈环上的数值越大,通光量越小。

前面一个数字的通光量是后面一个数字的2倍。

（