透镜与光学仪器与显微镜的发明-光学仪器常识
透镜与光学仪器
光学仪器，例如照相机、投影仪、望远镜、显微镜等都装有
透镜。所谓透镜是指由具有折射能力的材料，根据我们设计
要求，制成聚焦或发散光线的一种光学部件。整个光学工业
都致力于设计与生产这类仪器或它们的部件。这些仪器都要
服从斯涅耳定理，并都按这一定理设计。
透镜
按以上办法做成的装置称为圆柱形透镜。请注意：我们只
是指出为了使光线聚焦，要使棱形截面无限增多，除此之外，
我们并没有对透镜的表面给出任何限定。可以证明它的表面
非常接近于圆柱体的曲面。换句话说，代表曲面的
线是。一段圆弧。只要透镜的宽度与较大厚度相对于透镜到平
行光的会聚的距离来说相当小的时候，圆柱形曲面与理想透
镜曲面的差别就不大。
圆柱透镜把远处点光源的光会聚在一条线上。对于大多
数用途来说，应使光聚焦于一点。为此，就应当使透镜曲面
上各点的曲率半径相等，即透镜曲面应为球面的一部分。几
乎所仃透镜都是由两个球面包络而成。
通过透镜中心、两个圆球的中心又都位于其上的线，称为
透镜的主光轴。平行射入的光线在主光轴上聚焦的那一点，
称为主焦点F。主焦点至透镜中心的距离，称为焦距，
如果与焦距相比透镜较薄，那么光线从透镜的任一侧射
人，都没有差别，它们的焦距都一样。如果透镜本身是对称的，
显然它的光学特征也是对称的。对于所有薄透镜来说，这个结
论都是适用的，可用下列实验证明：让一透镜把平行的太阳光
线聚焦在一张纸或纸板上，如果把这透镜翻转过来，焦点与透
镜的距离不变
当采用高折射系数的玻璃。对一定曲率半径的透镜表面来说，
玻璃的折射系数愈高，光线通过它的偏折愈大。我们还需要透
镜表面的曲率半径小。可是透镜直径不会大干曲率半径的两
倍j所以表面的曲率半径小，透镜的尺寸也必然小。由此可知，
高放大倍数的放大镜，它的透镜尺寸一定小。你们见到修表
技师戴在眼上的那种放大镜就是一例。(大的放大镜，它的视
野大，但它的放大倍数小。)
同所有其他仪器一样，简单显微镜也有它的限制。高放
大倍数的小透镜，即令物体在强的照明条件下，进入眼睛的光
线也太少，像看上去太暗。复式显微镜，克服了这
种缺点，像较明亮、清晰，但也有它的限制。
虽然简单尼微镜有它的限制，但放火倍数仍可达100左
右。在科学史上较轰动的发现之一就是17世纪荷兰科学家卢
文霍克(Leeuwenhock)使用一只直径仅I一2毫米透镜所
做的简单显微镜第一次看到了肉眼看不见的微生物。他做透
镜的方法你也能够模仿。他把一根玻璃棒加热，软化，拉成细
长的丝。再把这根玻璃丝放在火焰上慢慢地加热，直到丝的一
端熔融，成为一个圆球形。他就拿这个小玻璃圆球来做他的
显微镜。
