显微镜
一般的放大镜,放大的倍数有限,要想看清楚动植物的细胞等非常小的物体,就要使用显微镜。
显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜 (图 5.5-1)。
来自被观察物体的光经过物镜和目镜两次放大作用,我们就可以 看到肉眼看不见的小物体,例如细胞(图5.5-2)。
望远镜
有一种望远镜是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛 的叫做目镜,靠近被观测物体的叫做物镜(图5.5-3)。 物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大。
我们能不能看清一个物体,它对我们的眼睛所成“视角”(图5.5-4)的大小十分重要。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小,但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视角就可以变得很大。 望远镜物镜的直径比我们眼睛的瞳孔大得多,这样它可以会聚更多的光, 使得所成的像更加明亮。这一点在观测天空中的暗星时非常重要。现代天文望 远镜都力求把物镜的口径加大,以便观测到更暗的星。
探索宇宙
1609 年,伽利略用自制的望远镜 (图5.5-6)观察天体,以确凿的证据支持了哥白尼 的“日心说”。
1846年,科学家根据牛顿发现的万有引力定 律,预测天王星外还存在一颗未知的行星,并计算 出了这颗行星的运动轨道。不久,人们用望远镜在 预测的轨道上发现了这颗行星,它被命名为“海王星”。这一发现为万有引力定律提供了有力的支持。
1990年,科学家把“哈勃”太空望远镜送入太空,使人类观测宇宙的能 力空前提高。除光学望远镜外,人们还发明了其他观测太空的仪器,如射电望远镜,这使得人类对宇宙的了解越来越深入。
目前,人类观测到的最远的天体距离我们约130亿光年。也就是说,如果有一束光以3×108 m/s的速度从这个天体发出,那么要经过约130亿年才能 到达地球。 我们的宇宙(universe)中拥有上千亿个星系,银河系(Galaxy)只是这上 千亿个星系中的一个。银河系异常巨大,一束光穿越银河系需要10万年的时间。太阳(sun)不过是银河系中几千亿颗恒星中的一员(图5.5-7)。太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星绕它运 行,地球(earth)在离太阳比较近的第三条轨道上。此外,还有若干其他 天体绕太阳转动。