第5节 显微镜和望远镜
教学目标
知识与能力：
了解显微镜和望远镜的基本结构. 教学重点：
知道显微镜和望远镜的基本结构. 教学难点：
利用两组凸透镜成像规律理解显微镜和望远镜的原理.
）
教学用具：
投影仪、投影片、显微镜、望远镜、放大镜、挂图、火柴盒、无色透明塑料膜、水、
烧杯、滴管、装片（植物）.
课时安排 1课时 教学过程 一、新课引入
方案一：大家一定知道外国有个情人节是2月14日，你们知道为什么有人把7月7日叫做中国的情人节吗
这儿有个望远镜，可以看到天上的“牛郎星”与“织女星”，今天晚上，谁想借去试着观察一下 .
出示望远镜模型，啊，这样简单，说不定，学了今天的知识，我们每个人就都能用身边的器材自己制作一台望远镜呢出示课题导入。
设计意图：设疑激趣，使学生带着期待步入课堂。
方案二：播放一段“探索宇宙、微生物”方面的音像资料。
①大家都知道，在人类同疾病作斗争的历史上，找到像痢疾菌、伤寒菌、艾滋病病毒、非典病毒等样本是找到抑制或杀死这些细菌或病毒的关键。
②透望天空、漫步宇宙是人类走向未来的必由之路，那么，科学上进行这些显微、远望等探究的重要工具显微镜和望远镜是怎样的成像原理呢
③你们在七年级已经用过显微镜了，谁知道显微镜的目镜和物镜属于凹透镜还是凸透镜想不想自己制作一台显微镜呢出示课题导入。
方案三：提问激趣，引出课题：生物课上是怎样使用显微镜的是由哪几部分组成你们知道为什么显微镜能比普通的放大镜放大倍数大得多吗
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二、推进新课 探究点一 显微镜
1．介绍显微镜的发明
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，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。
2．探究：组织学生分组自制水滴显微镜。
参考器材：滴管、烧杯、水、观察纸、透明的磁带盒、放大镜 1．将观察白纸(上面有一个小箭头)平放在水平桌面上。 ,
2．将磁带盒盖中的一块，放在白纸上，再在盒盖上用滴管滴一小滴水，透过水观察。
现象：看到一个倒立的放大的像。
3．再利用一块放大镜(凸透镜)在上面观察水滴中的箭头。 现象：看到一个被放大得更大的箭头。
设计意图：通过设置学习情境，使学生经历体验，领悟显微镜成像的原理，从而由感性认识上升到理性认识，突破重点。
教师播放显微镜结构示意图，学生阅读课本内容，并思考以下问题：
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物镜和目镜由凸透镜组成
目镜：靠近眼睛的凸透镜显微镜
物镜：靠近被观察物体的凸透镜
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(1)显微镜主要由哪几个部分组成 (2)什么是目镜 (3)什么是物镜
(4)物镜的作用是什么它与生活中哪种透镜作用相似 (5)目镜的作用是什么它与生活中哪种透镜作用相似 (6)用显微镜观察到的物体是倒立的还是正立的为什么 总结： 1．结构
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靠近眼睛的凸透镜叫目镜。
靠近被观察物体的凸透镜叫物镜。 2．原理
物镜的作用相当于投影仪，成倒立放大的实像。 目镜的作用相当于放大镜，成正立放大的虚像。 用凹面镜作为反光镜，起聚光作用。 3．作用：看清楚微小的物体。
拓展：人眼只能看清大小～毫米左右的细节，显微镜大大地提高了人的观察能力，好的显微镜可以放大2 000倍，能够看清微米的结构。但要观察更小的结构，光学显微镜就无能为力了，20世纪30年代出现了电子显微镜，放大倍数80万倍。而隧道扫描显微镜更进一步能看到单个原子。 探究点二 望远镜
活动一：观察望远镜
利用望远镜观察到的现象是什么
说明：通过望远镜看过去，发现远处的物体好像变大拉近了。 活动二：利用两个凸透镜观察物体新
用一个焦距小的凸透镜和一个焦距大的凸透镜组合起来，观察稍远处的物体，调节两个透镜之间的距离，直到看得最清楚为止。你看到的物体有什么变化
现象： ?
发现：将焦距短的透镜靠近眼睛时，远处的物体看上去放大了；交换透镜位置，远处的物体看上去缩小了。
望远镜的构造：
1．望远镜的组成
目镜：靠近眼睛的凸透镜。 物镜：靠近被观测物体的凸透镜。
2．望远镜的物镜的直径很大，能够会聚更多的光，使得所成的像更明亮。 3．物镜的焦距比较长，目镜的焦距比较短，两个镜的焦点是重合的。 扩展：
开普勒望远镜的原理
德国天文学家开普勒于1611年发明
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物镜的作用相当于照相机，成缩小的实像。
目镜的作用相当于放大镜，成放大的虚像。 物镜的焦距长而目镜的焦距短。 望远镜的类型
望远镜有伽利略望远镜、开普勒望远镜、牛顿式反射望远镜、哈勃太空望远镜，还有普通望远镜、军事望远镜、红外线望远镜。 `
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，再者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。
在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。
视角：物体离物镜很远，它的像却离物镜很近，根据凸透镜成像的规律可知，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放大了
说明：我们能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要，物体对眼睛所成视角的大小和物体本身大小有关，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。
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。这一点在观测天空中的暗星时非常重要。现代天文望远镜都是力求把物镜口径加大，以求观测到更暗的星。
注意：显微镜经过两次放大后看到倒立放大虚像。 望远镜看到的是倒立缩小的虚像，但视角被放大。 ;
天文望远镜多用反射式望远镜，因为容易得到更大的口径。
探究点三 探索宇宙
播放多媒体介绍人类探索宇宙的历程
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。他们对宇宙的认识很有限，并具有很浓的神话与宗教色彩。在欧洲，人们在宗教的影响下，长期认为地球是宇宙的中心。
如图反映了“地心说”的宇宙观：地球居于中心，太阳和其他行星围绕地球转动。这种理论影响了人们思想达千年之久。
“地心说”的宇宙图象
1687年，牛顿发表了《自然哲学的数学原理》一书，为探索宇宙奠定了坚实的理论基础。进一步证明了行星围绕太阳运行是受到“万有引力”的作用，从而进一步揭示了宇宙的秘密。
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1849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，在预测的轨道上就发现了这颗后来被命名为海王星的行星。
太阳系：由八大行星构成。
扩展：探索地外文明
送给地外文明的信
1972年3月和1973年4月美国发射的先驱者10号和11号宇宙探测器各自带了一块长厘米、宽厘米的镀金铝制标志牌，上面刻着人类模样的一男一女裸体像和太阳系、太阳系在银河系的位置及飞船发射的位置——地球的图像。这块金属板在太空中可经历亿万年仍清晰可读，以便有朝一日它们飞出太阳系与宇宙中智慧生命相遇时进行自我介绍并取得联系。
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三、板书设计
第5节 显微镜和望远镜
四、教学反思
显微镜和望远镜这节课的重点是理解显微镜和望远镜的物镜和目镜的工作原理，要想让学生理解它们的工作原理，必须使学生具备一定的先前知识，那就是照相机、投影仪和放大镜的工作原理。学生只有在理解它们的工作原理的基础上，才能够上好本节课。所以在上本节课之前，务必的要进行一下课前的复习准备工作。我经过对照相机、投影仪和放大镜的工作原理的复习之后，发现学生在理解和应用微镜和望远镜的物镜和目镜的工作原理上就容易多了。另一方面，我又让学生对比显微镜和望远镜的物镜和目镜的工作原理的不同，由此又通过对比加深了学生对知识的理解和记忆。
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第2节 熔化和凝固
教学目标
知识与能力：
1.理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态。 2.了解物质的固态和液态之间是可以转化的。 3.了解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别。 4.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。
教学重点：通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力，实验能力和分析概括能力. }
教学难点：指导学生通过对实验的观察，分析概括，总结出固体熔化时温度变化的规律，并用图象表示出来. 教学用具
酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、石蜡、水、火柴、坐标纸、投影仪
教学过程
一、导入新课
多媒体展示生活中的各种物态变化的事例：铁矿石在高温炉中熔化为铁水，从高温炉中倒出的铁水凝固成铁板；低温度实验室在低温状态下制得液态氧、氮和固态氧、氮；不同季节、气候下的水的状态变化。
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学生思考交流：还能举一些自然界和日常生活中的各种不同状态的物质吗 引导归纳：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。
联系生活：把水放入冰箱的冷冻室里，水就会变成冰；把冰加入饮料中，冰从饮料中吸收热量就变成了水。点燃的生日蜡烛的火焰旁边，固态的蜡不断地变成液态的蜡，一部分流下来的蜡滴很快又变成了固态的蜡。路桥施工人员把固态的沥青加热成液态，再把液态的沥青浇在路面上，很快又变成固态。
引导归纳：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。 二、新课教学
探究点一 物态变化
活动体验：
(1)将蜡烛点燃后倾斜一个角度放置在空火柴盒的上方，你能观察到什么现象
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学生操作实验，回答观察到的现象：
蜡烛逐渐变成烛油往下滴，滴入空火柴盒、冷却后变成了蜡块。 (2)将冰棒放在空烧杯中，过一会儿，你能发现什么现象 学生操作实验，发现烧杯中只剩下半杯糖水。 这些现象可以说明物质的状态发生了怎样的变化 归纳总结：
1．物质通常有三种状态，即固态、液态和气态。
如冰、水、水蒸气就是水这种物质的三种状态。 2．物质各种状态之间的变化叫物态变化。 探究点二 熔化和凝固
1．概念归纳
(1)熔化：物质从固态变成液态的过程叫做熔化。例如：冰熔化为水、蜡烛熔化为烛液等。
(2)凝固：物质从液态变成固态的过程叫做凝固。例如：水结冰、火山喷出的岩浆凝固成火山岩。
例子：说出下列物态变化名称 (1)冰棒化成水：熔化 [
(2)钢水浇铸成火车轮：凝固
(3)把废塑料回收再制成塑料产品：先熔化再凝固
出示固体海波和蜡，提出问题：它们怎样才会变成液态在熔化过程中，它们的温度有什么变化
学生思考：熔化和凝固是在什么条件下发生的熔化和凝固的过程有什么特点不同物质熔化和凝固的规律一样吗
2．探究固体熔化时温度的变化规律
提出问题：物质熔化时需要什么条件呢不同物质在由固态变成液态的熔化过程中，温度的变化规律相同吗
猜想假设：熔化过程中一定要加热，所以物质一定要吸收热量，这时温度可能是不断上升的。
制定计划与设计实验 @
实验器材：铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时表、海波(硫代硫酸钠)、石蜡、水等
介绍实验装置，如图所示，强调酒精灯和温度计的用法 进行实验：
(1)四个同学为一组，选出一名同学作为组长，负责本组探究性学习，教师课前要对组长进行指导，交代实验中可能会遇到的一些问题和注意事项，确保实验能顺利进行。每一组分成两个小组，分别探究两种不同固体的熔化。
(2)组装实验装置：把硫代硫酸钠和石蜡分别装入两个试管中，并插入温度计，再把试管按图示装置固定。往烧杯里倒入冷水，使水位高于装固体颗粒的那部分试管(图中只画了一套装置，另一套装置完全相同)。用两个酒精灯分别给两个烧杯加热，观察两试管内固体熔化情况，并每隔1分钟记录一次温度计示数，直到固体完全熔化。
(3)第1小组探究海波熔化时温度的变化规律，要求从40 ℃开始计时，每隔分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点；
第2小组探究石蜡熔化时温度的变化规律，要求从50 ℃开始计时，每隔1分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点。 |
实验要求：要求学生做好观察记录
观察：(1)对海波及石蜡加热时，温度计的示数变化。(2)不同温度下它们的状态。(3)熔化时它们的状态及温度。
记录：实验中的数据。
表一 海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表
^ ： 时间/s 1 3 4 5 2 6 、 温度41 43 44 45 46 47 47 47 48 /℃ ! 固态 固液共存 液态 状态 时间/s 温度/℃ 状态 表二 石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表 《 7 8 10 11 12 13 14 15 16 9 — 52 55 58 61 62w 63 65 69 72 $ 粘稠状态 固态 17 ￥18 83 74[ 液态 学生交流思考：海波及石蜡两种固体熔化时温度、状态的变化一样吗 分析论证：各小组将描在坐标纸上的点连成一条曲线。根据图象分析固体熔化时温度的变化规律。
小组评估：回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误进行论证的根据充分吗实验结果可靠吗
交流合作：与同学进行交流。你们的结果和别的小组的结果是不是相同如果不同，怎样解释
设计意图：固体的熔化和凝固是学生常见现象之一，选择这一内容让学生参与探究，目的是引导学生在学习物理知识的同时，体验科学探究的全过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。有利于体现“注重科学探究，提倡学习方式多样化”的新课程理念。 ,
探究点三 熔点和凝固点
对比研究：分析两种不同固体的熔化曲线。
海波的熔化图象 石蜡的熔化图象
学生讨论交流，思考：
(1)两种物质的熔化过程中，温度的变化有什么特点
(2)每段曲线对应的一段时间内，海波与石蜡各是什么状态温度怎样变化吸热、放热情况如何
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归纳交流：从实验现象及描绘出的图象容易看出，
(1)海波经过缓慢加热，温度逐渐上升，当温度达到48 ℃，海波开始熔化。在熔化过程中，虽然继续加热，但海波的温度不变，直到完全熔化后，温度才继续上升。
(2)随着不断加热，石蜡的温度升高，在此过程中，石蜡变软变稀，最后熔化为液体。 得出结论：
(1)有确定的熔化温度的一类固体叫晶体；如各种金属、冰、海波等。 另一类没有确定的熔化温度的固体叫非晶体；如松香、沥青、玻璃等。
(2)晶体熔化时的温度叫熔点；非晶体没有确定的熔点。 (3)晶体凝固时也有确定的温度，这个温度叫凝固点。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。 {
学生讨论交流：物质凝固过程中的变化规律
(1)晶体在凝固过程中温度不变，这个温度叫做凝固点； (2)凝固过程中处于固液共存状态；
(3)晶体只有达到一定温度时才开始凝固； (4)凝固过程放热。
学生观察课本图甲、乙两幅图线，并分别比较与图图线的区别。
晶体熔化和凝固条件、特点：同种物质的熔点和凝固点相同。
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知识扩展：让学生阅读小资料“几种晶体的熔点”，体会不同晶体熔点不同，认识熔点是晶体的一种特性。同时记住冰的熔点是0 ℃，钨的熔点最高。
物质 / 金刚石 钨 纯铁
熔点/℃ 3 350 3 410 1 535 物质 金 [ 银 铝 熔点/℃ 1 064 962 660 物质 冰 固态水银 \\熔点/℃ 0 －39 －117
固态酒精 各种钢 — 各种铸铁 铜 1 300～1 400 1 200左右 1 083 铅 锡 海波 327 232 47 固体氮 固体氢 固体氦 －210 －259 －272 探究点四 熔化吸热、凝固放热 归纳总结：晶体和非晶体的熔化特点比较 (1)晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。
(2)晶体是在一定温度下熔化的，晶体熔化时的温度叫熔点。非晶体没有一定的熔化温度(非晶体没有熔点)。
(3)晶体从开始熔化到完全熔化经历固液共存的状态，非晶体熔化时不存在固液共存的状态。
逆向思维：从冰吸热可熔化成水，水在一定的条件下可变成冰的道理，知道凝固是熔化的逆过程。让学生根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律：无论晶体还是非晶体，在凝固时都要放热；晶体凝固时放出热量，但温度不变，非晶体凝固时放出热量，温度降低。
联系生活：北方的冬季很冷，为了妥善地保存蔬菜，都在菜窖里放几桶水，可以利用水结冰时放出热，窖内温度不致太低，保护蔬菜不被冻坏。
前沿科技：现在人们研制出一种聚乙烯材料，在15～40 ℃的范围内熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变。把这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时颗粒熔化，天气冷时又凝固成颗粒，能调节室内的温度。
学以致用：请同学解释“下雪不冷化雪冷”这句俗语中包含的科学道理。 三、板书设计
第2节 熔化和凝固
1．固态
液态(熔化和凝固是互逆过程)
晶体熔化时温度不变(有熔点)晶体熔化过程和凝固过程都是固液共存状态
同种晶体的熔点和凝固点相同2．固体
没有熔点非晶体
熔化和凝固都没有固液共存状态
(1)温度要达到熔点。
同时具备
(2)能继续吸热。(1)温度要达到凝固点。
同时具备 4.晶体凝固条件
(2)能继续放热。
3．晶体熔化条件
四、教学反思
熔化和凝固是热学中比较重要的课，要让学生了解物质的固态和液态之间是可以转化的，熔化、凝固是两个能相互转化的过程，晶体和非晶体性质间的不同，还要学会作熔化曲线和凝固曲线。 学生在做探究实验时有一定的困难，教师应加大对实验整个过程的引导，可与学生共同完成实验在课前就做过了实验操作过程，本节课只要求学生能够能够通过观察到的实验现象总结规律，这样就可为下面讨论节省大量时间。 教学时应特别重视对图象的分析，帮助学生找出晶体和非晶体的熔化和凝固特点。根据数据我们会画出一幅曲线图，然后让学生对海波曲线图分析，学生很容易会发现海波有一个平稳阶段，然后开始学习海波的熔化。
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