? ? ? 望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡，可以說是我們當(dāng)今科學(xué)界的兩個大名鼎鼎的光學(xué)存在了。通過望遠(yuǎn)鏡，我們可以讓遠(yuǎn)處的事物近在眼前，可以去窺探宇宙世界，璀璨銀河的奇妙。通過顯微鏡，我們可以讓生活中的那些微小的小生物，小結(jié)構(gòu)顯現(xiàn)出來，探索微觀世界的奧妙與神奇。但是，為什么，望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡有著這樣的功能呢？望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡，又究竟有著怎樣的結(jié)構(gòu)呢？就讓我們開始探索吧。
? ? ? 先來探究望遠(yuǎn)鏡的成像規(guī)律，總體來說，望遠(yuǎn)鏡大體來說分為兩種，第一種是伽利略望遠(yuǎn)鏡，第二種是開普勒望遠(yuǎn)鏡，兩種望遠(yuǎn)鏡最大的區(qū)別是一個最后的放大成像結(jié)果為正像，一個最后的放大成像結(jié)果為倒像。由于時間關(guān)系，我們這次就先探索最后成倒像的開普勒望遠(yuǎn)鏡。
? ? 跟距之前的知識積累，我們知道開普勒望遠(yuǎn)鏡是有兩個凸透鏡組成的，而其中的凸透鏡一個焦距大，一個焦距很小，那么我們就可以先準(zhǔn)備好這些組成一個簡單的開普勒望遠(yuǎn)鏡的材料，手把手自己做一個望遠(yuǎn)鏡，然后再根據(jù)我們做出的望遠(yuǎn)鏡的結(jié)果進(jìn)行分析。
? ? 想法很美滿，現(xiàn)實很骨感。于是乎，當(dāng)我基本沒怎么了解過望遠(yuǎn)鏡原理的我看著真真切切的準(zhǔn)備的一個焦距為30厘米的凸透鏡和一個焦距5厘米的凸透鏡，陷入了沉思：兩塊凸透鏡不會自行組合，要想做出望遠(yuǎn)鏡只能靠自己，但是根本沒有任何思路呀？兩塊凸透鏡該怎么擺放呢？不過好在在這些困難之后，我還有一個終極無敵大法：試出來。
? ? 沒錯，就是試出來。根據(jù)之前在資料上又或者在一些擁有望遠(yuǎn)鏡情節(jié)的電視劇里的圖畫分析，我能夠大體粗略地得知開普勒望遠(yuǎn)鏡帶兩塊鏡片是呈前后關(guān)系，串聯(lián)成了一條線的，而在望遠(yuǎn)鏡中，焦距較大的鏡片是作為物鏡放在前方，而焦距較小的鏡片則是作為目鏡用來觀看的。根據(jù)這些信息，我首先將焦距為30厘米的大凸透鏡固定在了前面，并對準(zhǔn)了遠(yuǎn)方的一個水杯，最后在大凸透鏡的正后方放置了小凸透鏡，并且緩緩地將小凸透鏡往后移：既然總有一個點可以讓小凸透鏡和大凸透鏡形成開普勒望遠(yuǎn)鏡的放大效應(yīng)，那么這個后移的過程中總會遇到那一個點，而只要找到那一個點，你個望遠(yuǎn)鏡不就出來了嗎？
? ? ? 也正是根據(jù)這個方法，再一次又一次的嘗試過程中，我終于在小凸透鏡離大凸透鏡（目鏡離物鏡）大約30厘米處在目鏡中看到了遠(yuǎn)方的景物的放大的像，隨著小凸透鏡的繼續(xù)遠(yuǎn)離，小凸透鏡中所成的放大的像繼續(xù)放大，直到大于35厘米時，再往后就繼續(xù)變得模糊了。由此，我制作出了一個開普勒望遠(yuǎn)鏡：由焦距30厘米的凸透鏡和焦距5厘米的凸透鏡制成的物鏡和目鏡相距35厘米的鏡子。
? ? ? 用這種嘗試的方法，我成功地制作出了開普勒望遠(yuǎn)鏡，但是，這種嘗試的方法并不能解決為什么物鏡和目鏡呈現(xiàn)以上的關(guān)系時就會出現(xiàn)放大的現(xiàn)象，我要解決這個問題，我們需要通過分析我做成的開普勒望遠(yuǎn)鏡中的一些數(shù)據(jù)，進(jìn)行光路圖的解釋。
? ? 我們知道，當(dāng)物體離凸透鏡大于凸透鏡的二倍焦距，也就是物距大于二倍焦距時，光線會再穿過凸透鏡之后會在小于二倍焦距大于一倍焦距的地方呈現(xiàn)一個縮小倒立的實相。由于我們要觀測的物體離我們的開普勒望遠(yuǎn)鏡的距離很明顯是大于二倍焦距也就是60厘米的，因此開普勒望遠(yuǎn)鏡的物鏡也會讓穿過的光線再小于二倍焦距大于一倍焦距的地方呈現(xiàn)一個縮小的倒立的實像。具體這個縮小的像離物鏡的像距，根據(jù)我們的探索其實就是30厘米，這時候，如果我們在光線成縮小倒立實像的位置焦距為5厘米的凸透鏡，此時這個光線實像距離這塊凸透鏡也就小于一倍焦距，當(dāng)凸透鏡的物距小于一倍焦距的時，根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律會呈現(xiàn)一個同側(cè)的正立放大的虛像，而這個虛像，便正是我們所看到的放大的像了。
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? ? ? 探究完望遠(yuǎn)鏡的成像原理，來看看顯微鏡的成像原理：根據(jù)之前對于望遠(yuǎn)鏡的光路圖分析經(jīng)驗，在分析顯微鏡的過程當(dāng)中，我們已經(jīng)不需要再用一次一次嘗試的方法試出顯微鏡，而可以用光路圖分析的方法直接分析出顯微鏡及顯微鏡的成像原理。
? ? ? ? 顯微鏡的物鏡和目鏡的組成方式，剛好和望遠(yuǎn)鏡相反，是焦距較小的凸透鏡充當(dāng)物鏡，焦距較大的凸透鏡充當(dāng)目鏡。在顯微鏡之中，我們要觀察的物體是小于兩倍焦距大于一倍焦距的，那么根據(jù)凸透鏡成像的原理，這個物體所發(fā)出的光線在經(jīng)過凸透鏡之后會在大于二倍焦距的地方呈現(xiàn)放大的倒立實像，當(dāng)我們在這個地方放置一片焦距很大的凸透鏡，由于這塊禿頭近距離倒立實像的位置小于一倍焦距，也就因此會在同側(cè)呈現(xiàn)一個放大的正立的虛像，我們所觀察的顯微鏡所呈現(xiàn)的放大的像也正是這個虛像了。
? ? ? 至此，我們探究完了顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的成像方式，并分別用光路圖解釋了這一點。事實情況之下的顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡還有著非常非常多的分支，比如光學(xué)顯微鏡的許多設(shè)計極其復(fù)雜的升級版的。望遠(yuǎn)鏡的另一種伽利略望遠(yuǎn)鏡，以及現(xiàn)在被我們用來觀測恒星的恒星及望遠(yuǎn)鏡。但這些所有的望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡其實都還遵守著原本的最基礎(chǔ)的望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的規(guī)律，只不過在原本的基礎(chǔ)規(guī)律之后，加入了許多其他復(fù)雜的元素，比如說與多個凸透鏡所形成的望遠(yuǎn)鏡或者顯微鏡等等。光學(xué)的世界仍然充滿著驚奇，仍然有許多未知的領(lǐng)域等待著我們的發(fā)現(xiàn)。所以，永遠(yuǎn)保持好奇的探索的心，是非常非常重要的。
