望远镜和显微镜是用来观察物体放大图像的两种仪器。这两种仪器都可以使用物镜,产生物体的图像。然后用目镜观察放大后的图像。望远镜和显微镜的主要区别在于,显微镜用来放大距离观察者较近的小物体,而望远镜用来放大距离观察者较远的大物体。
在折射望远镜中,通常有两个凸透镜。一个镜头充当物镜:这个镜头收集来自遥远物体的光,并在焦点处形成物体的真实倒像。第二透镜,称为目镜,其位置使得由物镜形成的图像位于其焦点处。当观察者用放松的眼睛透过目镜看时,他们能够看到无限远处形成的图像的物体。折射望远镜的射线图如下所示:
Ray diagram for a refracting telescope
另一方面,反射望远镜使用凹面镜作为物镜。反射望远镜有几种设计。一种普通的反射式望远镜,侧面有目镜,其光线图如下所示:
Ray diagram for a reflecting telescope
以上两种望远镜都是光学望远镜(它们使用透镜折射可见光)。然而,现在有许多其他类型的望远镜在使用。例如,射电望远镜由射电天线阵列组成:
The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA): a radio telescope composed of many dishes.
显微镜用来观察小物体的放大图像。一个简单的显微镜(“放大镜”)由一个凸透镜组成。透镜紧靠物体,使物**于透镜和焦点之间。当从镜头的另一边观看时,会看到一个放大的、虚拟的、直立的图像。复合显微镜是实验室中最常用的显微镜。借助这些显微镜,物镜被用来产生物体的倒转的真实图像。使用目镜,图像被放大。从这个意义上讲,它的工作原理类似于折射望远镜:
A magnifying glass is a simple microscope.
复合显微镜的射线图为:
Ray Diagram for a compound microscope
就像望远镜一样,显微镜也不局限于光学显微镜。电子显微镜用一束电子在细胞尺度上观察事物。扫描隧道显微镜(STM)可以用来在原子尺度上观察物体。
望远镜用来观察大的物体(行星、恒星、星系)
显微镜用来观察小物体(微生物、细胞、细胞器)
望远镜离物体很远。
显微镜放在物体附近。
Image Courtesy
“Telescope ray diagram for an image at infinity.” by The Open Door Web Site (http://www.saburchill.com/physics/chapters3/0018.html) [CC0 1.0], via Wikimedia Comm***
“通过牛顿望远镜的光路图”,作者Krishnavedala(自己的作品)[CC by-SA 4.0],通过维基媒体共享
“智利北部海拔5000米的阿尔玛高地上的阿塔卡马紧凑型阵列(ACA)…”ESO(http://www.eso.org/public/images/ann13040a/)[CC BY 4.0],通过Wikimedia Comm***
史蒂文·皮萨诺(Steven Pisano)的“带放大镜的自画像”(自己的作品)[CC by 2.0],通过flickr
“透镜靠近物体的复合光学显微镜示意图…”作者:布林莫尔喷泉公司(基于此和本作品的自有作品,并在同一许可证下发行)[CC by-SA 3.0],通过维基媒体共享
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