透鏡與光學儀器與顯微鏡的發明-光學儀器常識
透鏡與光學儀器
光學儀器，例如照相機、投影儀、望遠鏡、顯微鏡等都裝有
透鏡。所謂透鏡是指由具有折射能力的材料，根據我們設計
要求，制成聚焦或發散光線的一種光學部件。整個光學工業
都致力于設計與生產這類儀器或它們的部件。這些儀器都要
服從斯涅耳定理，并都按這一定理設計。
透鏡
按以上辦法做成的裝置稱為圓柱形透鏡。請注意：我們只
是指出為了使光線聚焦，要使棱形截面無限增多，除此之外，
我們并沒有對透鏡的表面給出任何限定�？梢宰C明它的表面
非常接近于圓柱體的曲面。換句話說，代表曲面的
線是。一段圓弧。只要透鏡的寬度與較大厚度相對于透鏡到平
行光的會聚的距離來說相當小的時候，圓柱形曲面與理想透
鏡曲面的差別就不大。
圓柱透鏡把遠處點光源的光會聚在一條線上。對于大多
數用途來說，應使光聚焦于一點。為此，就應當使透鏡曲面
上各點的曲率半徑相等，即透鏡曲面應為球面的一部分。幾
乎所仃透鏡都是由兩個球面包絡而成。
通過透鏡中心、兩個圓球的中心又都位于其上的線，稱為
透鏡的主光軸。平行射入的光線在主光軸上聚焦的那一點，
稱為主焦點F。主焦點至透鏡中心的距離，稱為焦距，
如果與焦距相比透鏡較薄，那么光線從透鏡的任一側射
人，都沒有差別，它們的焦距都一樣。如果透鏡本身是對稱的，
顯然它的光學特征也是對稱的。對于所有薄透鏡來說，這個結
論都是適用的，可用下列實驗證明：讓一透鏡把平行的太陽光
線聚焦在一張紙或紙板上，如果把這透鏡翻轉過來，焦點與透
鏡的距離不變
當采用高折射系數的玻璃。對一定曲率半徑的透鏡表面來說，
玻璃的折射系數愈高，光線通過它的偏折愈大。我們還需要透
鏡表面的曲率半徑小�？墒峭哥R直徑不會大干曲率半徑的兩
倍j所以表面的曲率半徑小，透鏡的尺寸也必然小。由此可知，
高放大倍數的放大鏡，它的透鏡尺寸一定小。你們見到修表
技師戴在眼上的那種放大鏡就是一例。(大的放大鏡，它的視
野大，但它的放大倍數小。)
同所有其他儀器一樣，簡單顯微鏡也有它的限制。高放
大倍數的小透鏡，即令物體在強的照明條件下，進入眼睛的光
線也太少，像看上去太暗。復式顯微鏡，克服了這
種缺點，像較明亮、清晰，但也有它的限制。
雖然簡單尼微鏡有它的限制，但放火倍數仍可達100左
右。在科學史上較轟動的發現之一就是17世紀荷蘭科學家盧
文霍克(Leeuwenhock)使用一只直徑僅I一2毫米透鏡所
做的簡單顯微鏡第一次看到了肉眼看不見的微生物。他做透
鏡的方法你也能夠模仿。他把一根玻璃棒加熱，軟化，拉成細
長的絲。再把這根玻璃絲放在火焰上慢慢地加熱，直到絲的一
端熔融，成為一個圓球形。他就拿這個小玻璃圓球來做他的
顯微鏡。
