望遠鏡與顯微鏡

人用肉眼觀察物體有較大的局限性，如人眼不能看清很遠處的物體，也不能看到微觀領(lǐng)域的微生物等.望遠鏡的作用就是使遠處的物體在近處成像以便看清，如用一架好的雙筒望遠鏡可以清晰地看到月球上的環(huán)形山，還可以看到許多平時看不到的星星.顯微鏡則是將細微物體成放大若干倍的像，便于看清微生物、動植物細胞等微小的物體.

一、結(jié)構(gòu)及成像原理

（一）望遠鏡

我們常見的望遠鏡，其光學系統(tǒng)通?？傻刃С捎蓛蓧K透鏡組成.

1.開普勒望遠鏡

開普勒望遠鏡是由兩塊凸透鏡組成.為了能看清遠處的物體，物鏡用較長焦距的凸透鏡，目鏡用較短焦距的凸透鏡.物鏡的后焦點與目鏡的前焦點重合，其成像光路如圖1，遠處射來的光線（可視為平行光），經(jīng)過物鏡（左透鏡）后，會聚在它的后焦點外離焦點很近的地方，成一個倒立、縮小的實像（一次成像）.因目鏡的前焦點和物鏡的后焦點是重合的，所以物鏡的像作為目鏡的物體，位于目鏡的一倍焦距以內(nèi)靠近焦點處，經(jīng)目鏡成一個正立放大的虛像（二次成像），相對于遠處的物體而言，從目鏡可看到遠處物體倒立的虛像，由于增大了視角，故提高了分辨能力.

2.伽利略望遠鏡

伽利略望遠鏡是由一塊凸透鏡和一塊凹透鏡組成，物鏡用焦距較長的凸透鏡，目鏡用凹透鏡，物鏡的后焦點與目鏡的后焦點重合；其成像原理如圖2，遠處物體射來的光線，經(jīng)過物鏡后，在尚未會聚成像之前，遇到目鏡（凹透鏡）將會使光線發(fā)散，在這些發(fā)散光線的反向延長線的交點處形成正立的虛像，以便觀察地面上遠處的物體.

（二）顯微鏡

顯微鏡同樣是由兩塊焦距不等的凸透鏡組合而成.為了能獲得微小物體或物體細微部分的放大的像，物鏡采用焦距較短的凸透鏡，目鏡采用焦距較長的凸透鏡，其成像原理如圖3.物體位于物鏡的焦點與兩倍焦距之間，通過物鏡成倒立放大的實像，該像位于目鏡的焦點F2以內(nèi)，作為目鏡的物通過目鏡再次成放大的虛像.經(jīng)過物鏡、目鏡兩次放大，從而可以看清細微物體倒立放大的像.

●望遠鏡與顯微鏡的比較

望遠鏡主要是將遠處物體成像在近處同時增大視角以便看清，顯微鏡主要是經(jīng)過兩塊凸透鏡兩次放大將微小物體放大許多倍以便看清.

●組裝望遠鏡和顯微鏡

利用兩塊焦距不等的凸透鏡和一塊凹透鏡可組裝開普勒望遠鏡、伽利略望遠鏡及顯微鏡.參考器材：焦距為300mm及500mm的凸透鏡各一塊、75mm凹透鏡一塊.利用它們中的兩塊組合起來就可得到上述望遠鏡與顯微鏡，調(diào)整目鏡即可清晰地看到要觀察的物體.

●如圖４所示，兩組透鏡的焦點都重合，請完成光路圖 .

二、主要性能

1.望遠鏡放大率

望遠鏡鏡筒上，常見“7×30”、“8×40”、“10×50”等字樣，每一組數(shù)字中，前一個數(shù)字表示望遠鏡的放大率，后一個數(shù)字表示物鏡的直徑毫米（mm）數(shù)，如“7×30”表示望遠鏡的放大率為七倍（即用此望遠鏡看遠處的物體，覺得是肉眼所見大小的七倍），而物鏡的直徑為30mm.

放大率愈大，看目標就越精細，但所看到的視野就愈狹窄，故有見“一斑”而難窺“全貌”的弊端.

物鏡的直徑愈大，進入眼睛的光線就越多，故能看清楚陰暗的景物，但由于鏡筒較大，望遠鏡就會變得笨重，不便于攜帶.

2.顯微鏡放大率

顯微鏡放大物體，首先經(jīng)過物鏡第一次放大成像，目鏡在明視距離成第二次放大像.放大率就是最后的像和原物體兩者體積大小之比例.因此，顯微鏡的放大率等于物鏡放大率和目鏡放大率的乘積.

比較精確的計算方法，可從下列公式求得

你能算出 △=160mmF１=4mmD=250mmF２=150mm這一顯微鏡的放大倍數(shù)嗎？