望遠鏡和顯微鏡是用來觀察物體放大影象的兩種儀器。這兩種儀器都可以使用物鏡,產生物體的影象。然後用目鏡觀察放大後的影象。望遠鏡和顯微鏡的主要區別在於,顯微鏡用來放大距離觀察者較近的小物體,而望遠鏡用來放大距離觀察者較遠的大物體。
在折射望遠鏡中,通常有兩個凸透鏡。一個鏡頭充當物鏡:這個鏡頭收集來自遙遠物體的光,併在焦點處形成物體的真實倒像。第二透鏡,稱為目鏡,其位置使得由物鏡形成的影象位於其焦點處。當觀察者用放鬆的眼睛透過目鏡看時,他們能夠看到無限遠處形成的影象的物體。折射望遠鏡的射線圖如下所示:
Ray diagram for a refracting telescope
另一方面,反射望遠鏡使用凹面鏡作為物鏡。反射望遠鏡有幾種設計。一種普通的反射式望遠鏡,側面有目鏡,其光線圖如下所示:
Ray diagram for a reflecting telescope
以上兩種望遠鏡都是光學望遠鏡(它們使用透鏡折射可見光)。然而,現在有許多其他型別的望遠鏡在使用。例如,射電望遠鏡由射電天線陣列組成:
The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA): a radio telescope composed of many dishes.
顯微鏡用來觀察小物體的放大影象。一個簡單的顯微鏡(“放大鏡”)由一個凸透鏡組成。透鏡緊靠物體,使物**於透鏡和焦點之間。當從鏡頭的另一邊觀看時,會看到一個放大的、虛擬的、直立的影象。複合顯微鏡是實驗室中最常用的顯微鏡。藉助這些顯微鏡,物鏡被用來產生物體的倒轉的真實影象。使用目鏡,影象被放大。從這個意義上講,它的工作原理類似於折射望遠鏡:
A magnifying glass is a simple microscope.
複合顯微鏡的射線圖為:
Ray Diagram for a compound microscope
就像望遠鏡一樣,顯微鏡也不侷限於光學顯微鏡。電子顯微鏡用一束電子在細胞尺度上觀察事物。掃描隧道顯微鏡(STM)可以用來在原子尺度上觀察物體。
望遠鏡用來觀察大的物體(行星、恆星、星系)
顯微鏡用來觀察小物體(微生物、細胞、細胞器)
望遠鏡離物體很遠。
顯微鏡放在物體附近。
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***
“透過牛頓望遠鏡的光路圖”,作者Krishnavedala(自己的作品)[CC by-SA 4.0],透過維基媒體共享
“智利北部海拔5000米的阿爾瑪高地上的阿塔卡馬緊湊型陣列(ACA)…”ESO(http://www.eso.org/public/images/ann13040a/)[CC BY 4.0],透過Wikimedia Comm***
史蒂文·皮薩諾(Steven Pisano)的“帶放大鏡的自畫像”(自己的作品)[CC by 2.0],透過flickr
“透鏡靠近物體的複合光學顯微鏡示意圖…”作者:布林莫爾噴泉公司(基於此和本作品的自有作品,併在同一許可證下發行)[CC by-SA 3.0],透過維基媒體共享
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