* 五、显微镜和望远镜

显微镜 观察细菌、动植物的组织、金属的结构等细微物体，要用显微镜。显微镜能把物体放大很多倍，下面我们来说明它的原理。

显微镜的主要部分是装在镜筒两端的两组透镜。每组透镜都相当于一个凸透镜。靠近被观察物体的一组透镜叫做物镜，靠近眼睛的一组透镜叫 做目镜。物镜的焦距很短，目镜的焦距较长。

图 2－24 是显微镜的成像光路图。物镜 L1 到被观察物 AB 的距离稍大于物镜的焦距 f1，通过物镜得到放大的实像 A′B′。A′B′对目镜 L2 来说是物体，使 A′B′位于目镜的焦点 F2 以内，这样通过目镜就得到 A′B

′的放大的虚像 A″B″，从图上可以看出，A″B″的视角比眼睛直接看 AB 时视角大得多，所以用显微镜可以看清非常微小的物体。

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人眼只能看清大小为 0．1 毫米左右的细节。光学显微镜的放大率为1000～1500 倍左右，可使我们看清物体万分之一毫米左右的细微结构，大大提高了我们的观察能力。但是要观察物质更细微的构造，例如晶体的结构、分子、原子等，光学显微镜就无能为力了，必须用放大率更高的电子显微镜。

望远镜 观察远处的物体或天体要用望远镜。望远镜的构造有不同的型式，下面我们介绍开普勒望远镜和反射式望远镜。

开普勒望远镜是德国天文学家开普勒在 1611 年发明的，主要用来观察天体，所以叫做天文望远镜。它由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜，其中对着远处物体的一组叫做物镜，对着眼睛的一组叫做目镜。但 是跟显微镜相反，望远镜的物镜焦距较长，目镜焦距较短。

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开普勒望远镜的原理如图 2－25 所示。从天体射来的平行光线，经过物镜 L1 后，在焦点以外距焦点很近的地方成一倒立缩小的实像 A′B′。目镜 L2 和物镜的焦点是重合的，所以实像 A′B′位于 L2 和它的焦点之间距焦点很近的地方，L2 以 A′B′为物体，形成放大的虚像 A″B″。这样， 当我们对着目镜观察的时候，进入眼睛的光线就好像是从 A″B″射来的。A″B″的视角大于直接用眼睛观察天体时的视角，因此从望远镜中看到的物体使人觉得离自己近了，看得清楚了。

望远镜的目镜越大，进入镜中的光就越多，所成的像就越明亮清晰。这对于观察传来的光很弱的遥远星体是很重要的。但是由于制造和安装的困难，透镜的直径很难大于 1 米，所以天文台用的大型望远镜多为反射式的。这种望远镜是牛顿在 1668 年发 明的。反射式望远镜的原理如图 2－ 26 所示。它用一个很大的凹面镜代替物镜，从遥远天体射来的平行光线， 经凹镜 C 反射后，向焦点会聚，但是在光线还没有会聚到焦点以前，就被平面镜 M 反射到目镜 O 中，形成实像。反射式望远镜的凹镜可以做得很大， 能够集中较多的光，使成像明亮清晰。凹镜的口径越大，能够看到的宇宙范围也就越大。现在世界上已有口径为 5 米的反射式望远镜。

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