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问题描述:
请具体讲一下显微镜和望远镜
解析:
显 微 镜
用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。显微镜分光学显微镜和电子显微镜。光学显微镜是在1590年由荷 兰的杨森父子所首创。现在的光学显微镜可把物体放大1500倍,分辨的最小极限达0.2微米。光学显微镜的种类很多,除一般的外,主要有:①暗视野显微镜,一种具有暗视野聚光镜,从而使照明的光束不从中央部分射入,而从四周射向标本的显微镜。②荧光显微镜,以紫外线为光源,使被照射的物体发出荧光的显微镜。电子显微镜是在1931年在德国柏林由克诺尔和哈罗斯卡首先装配完成的。这种显微镜用高速电子束代替光束。由于电子流的波长比光波短得多,所以电子显微镜的放大倍数可达80万倍,分辨的最小极限达0.2纳米。1963年开始使用的扫描电子显微镜更可使人看到物体表面的微小结构。
显微镜的发明,使人看到了许多以前从未看到过的生物,如细菌、病毒等,也使人看到了生物的许多微小结构,如线粒体的结构,从而对生物学的发展起着重要的推动作用。显微镜是生物学研究的重要仪器之一。在医学、工农业生产中显微镜也有着重要用途,例如在医学诊断上,可对人血液中的红细胞进行计数等。
望远镜
成像原理简介
广义上的望远镜不仅仅包括工作在可见光波段的光学望远镜,还包括射电,红外,紫外,X射线,甚至γ射线望远镜。我们探讨的只限于光学望远镜。
1609年,伽利略制造出第一架望远镜,至今已有近四百年的历史,其间经历了重大的飞跃,根据物镜的种类可以分为三种:
1,折射望远镜
折射望远镜的物镜由透镜或透镜组组成。早期物镜为单片结构,色差和球差严重,使得观看到的天体带有彩色的光斑。为了减少色差,人们拼命增大物镜的焦距,1673年,J.Hevelius制造了一架长达46米的望远镜,整个镜筒被吊装在一根30米高的桅杆上,需要多人用绳子拉着转动升降。惠更斯干脆将物镜和目镜分开,将物镜吊在百尺高杆上。直到19世纪末,人们发明了由两块折射率不同的玻璃分别制成凸透镜和凹透镜,再组合起来的复合消色差物镜,才使得这场长度竞赛得到终止。
折射望远镜分为伽利略结构和开普勒结构两类。其中,伽利略结构历史最悠久,其目镜为凹透镜,能直接成正立的像,但是视场小,一般为民用 的2——4倍的儿童玩具采用。而绝大多数常见的望远镜都是开普勒结构,其目镜一般是凸透镜或透镜组,由于其光路中有实象,可以安装测距或瞄准分划板用来测量距离。但是简单的开普勒结构所成的像是倒立的,需要在光路内加上正像系统使其正过来,常见的正像系统为普罗棱镜或屋脊棱镜,既起到正像的作用,又使光路折回,缩短整机长度。(见图)
2,反射望远镜
该类镜最早由牛顿发明(见插图),其物镜是凹面反射镜,没有色差,而且将凹面制成旋转抛物面即可消除球差。凹面上镀有反光膜,通常是铝。反射望远镜镜筒较短,而且易于制造更大的口径,所以现代大型天文望远镜几乎无一例外都是反射结构。
反射望远镜的结构里,除了主物镜外,还装有一或几个小的反射镜,用来改变光线方向便于安装目镜。由于反射式望远镜的入射光线仅在物镜表面反射,所以对光学玻璃的内部品质比折射镜要求低。1990年,美国在夏威夷建成当时口径最大的凯克望远镜,该镜采用了一些前所未有的新技术:1,主物镜由36面六边形薄镜片拼和而成,厚度仅为10厘米。2,有计算机控制背面直撑点,补偿重力引起的形变。3,能通过改变镜面曲率补偿大气扰动。这些新技术的采用使得人类发射太空望远镜的要求不再迫切。来源:https://www.dbssx.com/zhishi/202412-89.html
3,折反射望远镜。
折反射望远镜的物镜是由折射镜和反射镜组合而成。主镜是球面反射镜,副镜是一个透镜,用来矫正主镜的像差。此类望远镜视场大,光力强,适合观测流星,彗星,以及巡天寻找新天体。根据副镜的形状,折反射镜又可以分为施密特结构和马克苏托夫结构,前者视场大,像差小;后者易于制造.
e5you/Article/xinxi/200607/10
显微镜,望远镜的发明介绍来源:https://aiyou168.com/xwzx/202412-97.html
1、显微镜的光路图为:
2、望远镜的光路图有两种来源:https://488wan.com/bkjj/202412-43.html
(1)开普勒望远镜光路图来源:https://www.aiyou168.com/zhishi/202412-40.html
(2)伽利略望远镜光路图
扩展资料来源:https://488wan.com/bkjj/202412-78.html
1、显微镜的光学原理:
光学显微镜主要由目镜、物镜、载物台和反光镜组成。目镜和物镜都是凸透镜,焦距不同。物镜的凸透镜焦距小于目镜的凸透镜的焦距。物镜相当于投影仪的镜头,物体通过物镜成倒立、放大的实像。目镜相当于普通的放大镜,该实像又通过目镜成正立、放大的虚像。经显微镜到人眼的物体都成倒立
2、望远镜的光学原理
(1)开普勒式望远镜
开普勒式望远镜是指物镜为凸透镜,目镜也是凸透镜的是一种折射式望远镜。两凸透镜之间左侧为实像,可方便的安装分划板,并且各种性能优良,所以目前军用望远镜,小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用此种结构。但这种结构成像是倒立的,所以要在中间增加正像系统。
正像系统分为两类:棱镜正像系统和透镜正像系统。我们常见的前宽后窄的典型双筒望远镜既采用了双直角棱镜正像系统。这种系统的优点是在正像的同时将光轴两次折叠,从而大大减小了望远镜的体积和重量。
(2)伽利略望远镜
伽利略望远镜是指物镜是凸透镜,而目镜是凹透镜的望远镜。
光线经过物镜折射所成的实像在目镜的后方(靠近人目的后方)焦点上,这像对目镜是一个虚像,因此经它折射后成一放大的正立虚像。伽利略望远镜的放大率等于物镜焦距与目镜焦距的比值。其优点是镜筒短而能成正像,但它的视野比较小。
伽利略发明的望远镜在人类认识自然的历史中占有重要地位。它由一个凹透镜(目镜)和一个凸透镜(物镜)构成。其优点是结构简单,能直接成正像。
据说眼镜大约同时在中国和欧洲出现,眼镜的功能是提高视力或矫正视力的缺陷。眼镜片主要是由加工磨制的凸透镜和凹透镜来担当,中央比边缘薄的是凹透镜,用来纠正近视;中央比边缘厚的是凸透镜,用来纠正远视。
17世纪荷兰制造眼镜的技术已经很精湛了,主要的工艺是磨制凸透镜和凹透镜。凸透镜和凹透镜经常与眼睛打交道,但是人们从来都没有想到把凸透镜和凹透镜放在一起使用来源:https://dbssx.com/xwzx/202412-26.html。
17世纪初的一天,荷兰密特尔堡镇一家眼镜店的主人科比斯赫,为检查磨制出来的透镜质量,把一块凸透镜和一块凹透镜排成一条线,通过透镜看去,发现远处的教堂的塔好像变大而且拉近了,于是,他在无意中发现了望远镜原理。
科比斯赫马上就明白了这一发现是非常有用的来源:https://488wan.com/cshi/202412-25.html。他把透镜安放在一根金属管内适当的位置上,这就是世界上第一架望远镜,当时被称作“窥镜”,大概取有窥视他人行踪作用之意。当时荷兰正与西班牙作战,望远镜在荷、西战争中起了作用。荷兰舰队的战舰上备有望远镜,能在敌舰发现他们之前就先行发现敌舰的动向,从而使荷兰舰队取得了战争的主动权。1609年荷兰与西班牙休战,望远镜解密。
望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开了,意大利科学家伽利略得知这个消息之后,就自制了一个。第一架望远镜只能把物体放大3倍。一个月之后,他制作的第二架望远镜可以放大8倍,三架望远镜可以放大到20倍来源:https://dbssx.com/cshi/202501-219.html。1609年10月他做出了能放大30倍的望远镜。伽利略制造的望远镜有两架现在就收藏在意大利佛罗伦萨科学博物馆。
就实质来说,望远镜只不过是扩大了的人眼。人眼的瞳孔只有六七毫米大小,而现代500厘米望远镜,聚光面积大约在20万平方厘米左右。同肉眼所看到的恒星亮度比较起来,它的聚光能力使恒星的亮度增大100万倍左右。望远镜延长了人眼的视线,实现了人类千里眼的梦想。
伽里略用自制的望远镜观察夜空,第一次发现了月球表面高低不平,覆盖着山脉并有火山口的裂痕(有人认为这是陨石冲击所造成的)。
几乎同时,德国的天文学家开普勒也开始研究望远镜,他在《屈光学》里提出了另一种天文望远镜,与伽利略的望远镜不同,这种望远镜由两个凸透镜组成,比伽利略望远镜视野开阔。但开普勒没有制造他所介绍的望远镜。沙伊纳于1613~1617年间首次制作出了这种望远镜,他还遵照开普勒的建议制造了有3个凸透镜的望远镜,把2个凸透镜做的望远镜的倒像变成了正像。
沙伊纳做了8台望远镜,一台一台地去观察太阳,无论哪一台都能看到相同形状的太阳黑子。因此他打消了不少人认为黑子可能是透镜上的尘埃引起的错觉,证明了黑子确实是观察到的真实存在。在观察太阳时,沙伊纳为镜子装上了特殊遮光玻璃,伽利略则因没有加此保护装置,使镜片聚焦的巨大光能伤害了眼睛,最后几乎失明。
荷兰的惠更斯为了提高望远镜的精度,在1665年做了一台筒长近6米的望远镜,来探查土星的光环,后来又做了一台将近41米长的望远镜。
很多人都参加到制作望远镜的行列之中,牛顿使望远镜朝着不只是一个光线收集器的方向迈出了第一步。他发现,光线通过一块玻璃制成的三棱镜可以被分解成包括有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色组成的一条彩带。牛顿称其为“光谱”。这是因为光线从空气射入玻璃和从玻璃射出空气时受到偏折,或者说发生了“折射”。早期使用物镜和目镜的望远镜称为折射望远镜,即使加长镜筒,精密加工透镜,也不能消除色像差。
牛顿曾认为折射望远镜的色像差不可救药,后来证明是过分悲观。1733年英国人哈尔制成一台消色差折射望远镜。1758年伦敦的宝兰德也独立研制了同样的望远镜,他采用了折光率不同的玻璃分别制造凸透镜子,把各自形成的有色边缘相互抵消。而牛顿自己则于1668年发明了反射式望远镜,在这种望远镜中,他采用抛物面反向镜代替透镜来放大影像,这时,一切波长的光线都受到同样的反向,因而在反射时不会形成光谱,也就没有色差出现了,从而解决了色像差的问题。第一台反射式望远镜非常小,望远镜内的反射镜直径只有2.5厘米,但是已经能清楚地看到木星的卫星、金星的盈亏等。1672年牛顿做了一台更大的反射望远镜,送给了英国皇家学会,至今还保存在皇家学会的图书馆里。
反射式望远镜在天文观测中发展很快。 来源:https://488wan.com/cshi/202501-198.html
望远镜最初最大的用处是观察天体,人类借助望远镜几乎考察遍了太阳系所有的行星,并投向更遥远的太空。值得一提的是,1857年意大利天文学家谢基用望远镜对火星观察,他意外的发现了火星上的“海”与“海”之间似乎有一些线条把它们连接在一起,当然他的望远镜也很难看清楚这些线条是什么,谢基发挥了他的想象力,他认为这些线条就是连接海与海之间的“水道”。1877年火星大冲,另一位意大利天文学家沙帕雷里这是观察火星的好时机,当他把望远镜对准火星时,谢基所谓的水道,并不是弯弯曲曲的,而是平直且纵横交错的,于是他也突发奇想,认为这是人工开凿的运河。他发表了一篇题为“一年可以狂妄一次”的论文,看来他对自己的想法也还拿不准。但是他的论文却引起了人们对火星的向往,一时间有关火星的科幻小说层出不穷。虽然这只是人类对火星认识的一个插曲,但是人类的火星热一直持续到今天。 来源:https://488wan.com/cshi/202501-220.html
望远镜在发现天王星、海王星、冥王星的过程中起了很大的作用。1781年3月13日移居英国的德国人威廉赫歇尔用自制的望远镜发现了天王星,但是他也拿不准,经过许多科学家的观察和计算,认为威廉赫歇尔发现了太阳系第七个行星——天王星。
柏林天文台的加勒博士用望远镜发现了太阳系的第八颗行星——海王星。冥王星的发现大体与海王星类似。
如今,望远镜的使用越来越普遍,野外观察、剧场观看……而潜望镜、瞄准镜、准直镜也都是采用了望远镜的原理。看似平常的望远镜走过的发明之路却是不寻常的,包含的技术内涵也是诸多的。显微镜的发明显微镜是人类各个时期最伟大的发明物之一。在它发明出来之前,人类关于周围世界的观念局限在用肉眼,或者靠手持透镜帮助肉眼所看到的东西。
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。上图:这是17世纪英国科学家罗伯特·胡克的显微镜。它有一根内装透镜的简易皮管,安放在一个可调整的架子上。灌满水的玻璃球用来把光聚焦到物体上。来源:https://488wan.com/zhishi/202412-24.html
最早的显微镜是16世纪末期在荷兰制造出来的。发明者可能是一个叫做札恰里亚斯·詹森的荷兰眼镜商,或者另一位荷兰科学家汉斯·利珀希,他们用两片透镜制作了简易的显微镜,但并没有用这些仪器做过任何重要的观察。
后来有两个人开始在科学上使用显微镜。第一个是意大利科学家伽利略。他通过显微镜观察到一种昆虫后,第一次对它的复眼进行了描述。第二个是荷兰亚麻织品商人安东尼·凡·列文虎克(1632年-1723年),他自己学会了磨制透镜。他第一次描述了许多肉眼所看不见的微小植物和动物。来源:https://aiyou168.com/cshi/202412-7.html
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。
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