洞察世界的能手

洞察世界的能手——透镜

人类感知的信息，绝大部分是由光传来的。然而，肉眼的观察能力毕竟有限，为了更好洞察世界，就要借助各种光学仪器。

近视镜也是望远镜

眼镜是这个家族的始祖，它是意大利人阿玛蒂在1299年发明的。在它问世300年后，才产生了望远镜和显微镜。

放大镜是一种凸透镜

世界上第一架望远镜是无意中发明的。据说，荷兰眼镜商人里帕席有个学徒。一天，他趁师傅不在的时候，拿了两块透镜，一前一后放在眼前玩耍。忽然，他发现远处教堂上的风标变得又近又大了。里帕席知道后，把两片透镜装进一只金属筒，制成了望远镜。

1609年，伽利略知道了这个消息，也制造了一架望远镜，第一个用来观察天体。望远镜的出现，使天文学得以飞速发展。

不久，人们又发明了光学显微镜，打开了微生物世界的大门。生物学家利用它发现了细胞和微生物，使生物学进入了新阶级。

望远镜、显微镜都是由不同的透镜组合而成的。透镜一般是用玻璃片制成的，它的两个面都是弯曲的。中间厚、边缘薄的叫凸透镜，又叫放大镜;中间薄、边缘厚的叫凹透镜。

任何一种透明物质，包括空气，都能制成透镜。

先看凸透镜。它最大的特性是能把光聚集起来，所以又叫聚透镜。

盛水的球形玻璃瓶能取火。如果在阳光下把一个盛水的透明花瓶的聚焦点对准一张纸，纸很快会燃烧。根据这个原理，还可以制成日照计，来记录日照时间。

光线是怎样通过透镜的呢?原来，一条条光线通过透镜以后逐渐靠拢集中在一点，而在通过这一点之后又逐渐分散开。平行光线的集中点就是凸透镜的焦点，焦点到透镜中心的距离叫焦距。

透射式电子显微镜

显微镜是透镜中的佼佼者。

显微镜的种类很多，构造也很复杂。但是，只要有一枚放大镜和一滴水，就可以了解显微镜的基本原理。

在使用放大镜时，被观察的物体应该距离透镜很近，也就是说，物体应该放在透镜和它的焦点之间。

放大镜的放大倍数和它的焦距有密切关系:焦距越短，放大倍数越大。焦距短，镜面的凸度就必须大。既然透镜的凸度越大，放大倍数越大，是不是可以任意增加凸度呢?不行。如果你仔细观察就会发现，凸度很大的水滴，虽然放大倍数大，但存在着三个缺点:①观察到的像大大走了样;②凸度越大，“透镜”就越要靠近被观察的东西，实际上不容易做得到;③凸度越大，能看清楚的范围就越小，被观察的物体，只有中间一小块能够看得很清楚，外边的都很模糊。

所以，只靠增加凸度是不行的。17世纪初，荷兰的一位眼镜制造工人发现，把两块放大镜按一定距离排列在一起，比一块放大镜的放大率要大好多倍。这就是世界上第一台显微镜。以后，经过科学家的努力，人们终于有了能把物体放大几百倍和几千倍的光学显微镜。

显微镜中最基本的构件有两个:一个是靠近被观察物体的那面凸透镜;另一个是靠近观察者眼睛的那面凸透镜，叫做目镜。