透镜组和望远镜的知识

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1、［望远镜］用以观察远处物体的光学仪器。简单的一种构造：可于一圆筒一端装一物镜——焦距较长的透镜，他端插一较小的圆筒，可以自由伸缩，小圆筒外端装一目镜——焦距较短的透镜。从远处物体来的光，经物镜折射后造成物体的倒像，将小圆筒伸缩调节，而由目镜加以放大，以便观察。用以观察地上远处物体的望远镜有*伽利略望远镜、观剧镜、棱镜望远镜等类型，均成正像.用以观测天体的望远镜称*天文望远镜，一般均成倒像。按光在望远镜内的路线分，又有*折射望远镜(亦称开普勒望远镜)、*反射望远镜、*双目望远镜等几种。具有正像透镜装置的折射望远镜亦称“地上望远镜”。本世纪三

2、十年代发现天体也发出无线电辐射。用以接收和测量天体无线电辐射的仪器称为*射电望远镜，也是天文望远镜的一种。[伽利略望远镜]物镜是会聚透镜而目镜是发散透镜的*望远镜。光线经过物镜折射所成的实像在目镜的后方(靠近人目的一方)焦点上，这像对目镜是一个*虚物，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。两个放大倍数不高的伽利略望远镜并列一起、中间用一螺旋钮可以同时调节其清晰程度的装置，称为“观剧镜”；因携带方便，常用以观看表演等。［折射望远镜］用透镜组成的望远镜。

3、物镜和目镜都是会聚透镜的亦称为开普勒望远镜，常用于天文和物理的测量；物镜用会聚透镜而目镜是发散透镜得亦称为伽利略望远镜，用他看到的像实正立的，多用于日常观察。[双目望远镜]亦称“双筒望远镜”。由两个单筒望远镜并列组成的望远镜。两目镜间的距离可以调节，以便两眼同时观察，从而获得立体感。如果所用的是两个*伽利略望远镜，则称“观剧镜”。它的镜筒较短，视野和放大倍数较小。如果所用的是两个开普勒望远镜，则镜筒较长，携带不便；故往往各在物镜和目镜间加装一对全反射棱镜，使入射光线在镜筒中经过多次全反射，以减短筒的长度，同时可以将物镜所成的倒像再倒转过来

4、而成为正像。这种装置称为“棱镜双目望远镜”或简称“棱镜望远镜”，它的视野较大。棱镜望远镜常用于航海、军事窥测和野外观察等。[潜望镜]在隐蔽处所观察外界情况时常用的光学仪器。最简单的用两块与观察方向成450角的平面镜制成。实际应用的潜望镜主要由两个直角全反射棱镜组成。来自远处的光线被上下两棱镜所全反射，而为观察者所看到。在潜水艇、坑道和坦克内常应用潜望镜来侦察敌情。[像差]透镜(或透镜组)所成的像与原物面貌不是准确相似的现象。由于物点发出的光线与透镜主轴成角太大、离轴较远或透镜材料的折射率随光的波长(颜色)而变等原因造成。像差的大小反映成像

5、品质的优劣。像差主要有七种。对单色光有五种，即*球面像差、*彗形像差、*像散性、*像场弯曲和*畸变。对于复色光(如白光)还有*色像差两种，即“位置色差”(亦称“纵向色差”)和“放大色差)’(亦称“横向色差”)。尽量消除或减小这些像差是设计光具组的一项重要任务。[色像差]简称“色差”，像差的一种。复色光(如白光)经过透镜折射后所成像的边缘呈彩色模糊的现象。由于透镜材料对各种色光的折射率不同，透镜对各种色光的焦距也就不同，而像的位置与大小又决定于焦距，所以色像差有位置色差(亦称“纵向色差”)和放大色差(亦称“横向色差”2)两种。色像差可用玻璃

6、凸透镜来演示(如图)。设取一狭缝S为白光源，并先后用红紫两滤色片遮住，则因玻璃对紫光的折射率比红光大，紫光像的位置比红光接近透镜(位置色差)，而紫光像的大小比红光为小(放大色差)。因此在不用滤色片时，将在处于这两像之间任何一点的幕上得一彩色镶边的狭缝像。利用不同玻璃材料制成的凹，凸透镜组能够有效地消除色像差。参见“消色差透镜组”。[球面像差]像差的一种。位于主轴上的点光源发出的宽广光束，经透镜折射或反射镜反射后所成的像呈边缘模糊的现象。是由于同一光源发出的近轴光线和远轴光线在通过透镜后，成像位置不同所致。例如凸透镜成像时，近轴光线的会聚点

7、I比远轴光线的会聚点I'离透镜为远，所以在I和I'，之间任何一点的幕上，都将得到一个边缘模糊而对称的像。选用适当的透镜组，例如由两种不同玻璃材料和适当曲面的凹、凸透镜组成的透镜组能有效地消除球面像差。[彗形像差]像差的一种。不在主轴上的点光源发出的宽广光束，经反射镜反射或透镜折射后不能聚焦于一点而成模糊像的现象。在垂直于主轴的幕上，可以看到一个照度不均匀而状似彗星的像。其产生是由于光束对主轴不对称所致。[像散性像差]像差的一种。位于主轴外面的点光源发出的狭窄光束，经球面透镜折射或反射镜反射后不能聚焦于一点，而会聚于两条远近不同并相互垂直的

8、焦线上的现象。在两焦线之间，物点的像形成不同形状的模糊圈。像散性像差可用几个透镜组成的透镜组加以校正；其中每个透镜的折射率，折射面的曲率以及各透镜间的距离等，都必须通过计算适当选定。[像场弯曲