視角與望遠(yuǎn)鏡

甘雨琴

你是否注意到這樣一個(gè)現(xiàn)象：當(dāng)你在遠(yuǎn)處看一個(gè)物體時(shí)，感覺它非常小，且模糊不清，隨著與物體距離的減小，你發(fā)現(xiàn)物體越來越大、越來越清晰地呈現(xiàn)在你的眼前.我們觀察的是同一個(gè)物體，為什么會(huì)產(chǎn)生兩種不同的結(jié)果呢？這里涉及一個(gè)物理概念——視角.

什么是視角？視角是指由物體兩端發(fā)射（或反射）出的兩條光線在眼球內(nèi)交叉而成的角.八年級(jí)《物理》（人教版）上冊(cè)第７２頁的圖３．５－４（如圖１）告訴我們：物體與眼睛所成的視角大小不僅和物體本身的大小有關(guān)，還和物體到眼睛的距離有關(guān).也就是說，物體越小或距離越遠(yuǎn)，視角越小，感覺物體越小且不清晰；物體越大或距離越近，視角越大，感覺物體越大且越清晰.

理解了視角的概念，我們就能解釋為什么用望遠(yuǎn)鏡觀察物體，能觀察得更清晰.八年級(jí)《物理》（人教版）上冊(cè)第７２頁的圖３．５－３（如圖２）給出了一幅天文愛好者用的望遠(yuǎn)鏡圖像.由圖像可知，此望遠(yuǎn)鏡是由兩組凸透鏡組成的，靠近被觀測(cè)物體的叫物鏡，靠近眼睛的叫目鏡，這種天文望遠(yuǎn)鏡叫開普勒望遠(yuǎn)鏡.它的物鏡的直徑大、焦距較長(zhǎng)，目鏡的直徑小、焦距較短，且物鏡的第二焦點(diǎn)與目鏡的第一焦點(diǎn)重合.開普勒望遠(yuǎn)鏡的成像原理是：天空中的星星發(fā)出的光可近似地看做是平行光，通過物鏡折射后，星星在物鏡焦點(diǎn)附近成倒立、縮小的實(shí)像，目鏡的作用相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，將這個(gè)倒立縮小的實(shí)像放大，所以人眼通過開普勒望遠(yuǎn)鏡看到的是星星倒立放大的虛像.由于物鏡的直徑比較大，可以匯聚更多的光線，同時(shí)由于通過望遠(yuǎn)鏡看到的星星比人眼看星星的視角大，故人眼通過望遠(yuǎn)鏡看到的星星就更清楚，看起來就更近.

望遠(yuǎn)鏡的出現(xiàn)源于一次偶然.１６世紀(jì)末，荷蘭米德堡城里的一位眼鏡商利伯希的兒子，一手拿凸透鏡，一手拿凹透鏡，把兩個(gè)鏡片一前一后地舉在眼前，觀察遠(yuǎn)處的物體，他驚奇地喊了起來：“教堂的塔尖離我們近了！”利伯希聽到了喊聲，意識(shí)到這一發(fā)現(xiàn)非常有用.他把鏡片安裝在一個(gè)金屬圓筒的適當(dāng)位置，發(fā)現(xiàn)效果更佳，于是世界上第一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡誕生了.

伽利略聽到這個(gè)消息后，對(duì)利伯希的望遠(yuǎn)鏡加以改造，制成了第一臺(tái)天文望遠(yuǎn)鏡.當(dāng)他用這架天文望遠(yuǎn)鏡緩緩掃過天空時(shí)，現(xiàn)代科學(xué)的帷幕緩緩拉開，有關(guān)天文學(xué)最基本的事實(shí)一個(gè)個(gè)被發(fā)現(xiàn).

開普勒進(jìn)一步發(fā)展了望遠(yuǎn)鏡，他把望遠(yuǎn)鏡的目鏡由凹透鏡改換成了凸透鏡，大大提高了望遠(yuǎn)鏡的放大倍率.

伽利略和開普勒的望遠(yuǎn)鏡都屬于折射式望遠(yuǎn)鏡，它們都由兩個(gè)鏡片組成，都利用了透鏡對(duì)光的折射作用.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，反射式望遠(yuǎn)鏡應(yīng)運(yùn)而生，它與折射式望遠(yuǎn)鏡的工作原理有什么不同，相信你通過上網(wǎng)查資料，是一定能有所了解的.

責(zé)任編輯程哲

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