望远镜的光学原理是什么

望远镜是如何把远处的景物移到我们眼前来的呢？ 这靠的是组成望远镜的两块透镜。望远镜的前面有一块直径大、焦距长的凸透镜，名叫物镜；后面的一块透镜直径小焦距短，叫目镜。物镜把来自远处景物的光线，在它的后面汇聚成倒立的缩小了的实像，相当于把远处景物一下子移近到成像的地方。而这景物的倒像又恰好落在目镜的前焦点处，这样对着目镜望去，就好象拿放大镜看东西一样，可以看到一个放大了许多倍的虚像。这样，很远很远的景物，在望远镜里看来就仿佛近在眼前一样。

望远镜同其他光学仪器一样，经过一段漫长的发展历史，各种结构形式的望远镜相继问世。根据光学原理，可归纳为折射式和反射式两大类。折射式望远镜，常见的有棱镜双筒望远镜，因它镜简短、视野大，携带方便，常用于军事和野外考察；反射式望远镜是由凹面镜作物镜，凸透镜做目镜，用于天文台观察天体。目前，最大的反射镜口径已达6米，整个望远镜竟有十几层楼房那么高！它“捕捉”的光，比自然进入人眼的光要强大1000万倍；用它观察天体，距离可达100亿光年（一光年行经的距离约等于94608亿公里）之外，可以看见的星星数目有几十亿颗之多 常见望远镜可简单分为伽利略望远镜，开普勒望远镜，和牛顿式望远镜。伽利略发明的望远镜在人类认识自然的历史中占有重要地位。它由一个凹透镜（目镜）和一个凸透镜（物镜）构成。其优点是结构简单，能直接成正像。但自从开普勒望远镜发明后此种结构已不被专业级的望远镜采用，而多被玩具级的望远镜采用，所以又被称做观剧镜。

开普勒望远镜：原理由两个凸透镜构成。由于两者之间有一个实像，可方便的安装分划板，并且各种性能优良，所以目前军用望远镜，小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用此种结构。但这种结构成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统。

正像系统分为两类：棱镜正像系统和透镜正像系统。我们常见的前宽后窄的典型双筒望远镜既采用了双直角棱镜正像系统。这种系统的优点是在正像的同时将光轴两次折叠，从而大大减小了望远镜的体积和重量。透镜正像系统采用一组复杂的透镜来将像倒转，成本较高，但俄罗斯20×50三节伸缩古典型单筒望远镜既采用设计精良的透镜正像系统。

光学显微镜是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。

早在公元前一世纪，人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时，可以使其放大成像。后来逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。

1590年，荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。1610年前后，意大利的伽利略和德国的开普勒在研究望远镜的同时，改变物镜和目镜之间的距离，得出合理的显微镜光路结构，当时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的制造、推广和改进。

17世纪中叶，英国的胡克和荷兰的列文胡克，都对显微镜的发展作出了卓越的贡献。1665年前后，胡克在显微镜中加入粗动和微动调焦机构、照明系统和承载标本片的工作台。这些部件经过不断改进，成为现代显微镜的基本组成部分。

1673～1677年期间，列文胡克制成单组元放大镜式的高倍显微镜，其中九台保存至今。胡克和列文胡克利用自制的显微镜，在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出的成就。

19世纪，高质量消色差浸液物镜的出现，使显微镜观察微细结构的能力大为提高。1827年阿米奇第一个采用了浸液物镜。19世纪70年代，德国人阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基础。这些都促进了显微镜制造和显微观察技术的迅速发展，并为19世纪后半叶包括科赫、巴斯德等在内的生物学家和医学家发现细菌和微生物提供了有力的工具。

在显微镜本身结构发展的同时，显微观察技术也在不断创新：1850年出现了偏光显微术；1893年出现了干涉显微术；1935年荷兰物理学家泽尔尼克创造了相衬显微术，他为此在1953年获得了诺贝尔物理学奖。

古典的光学显微镜只是光学元件和精密机械元件的组合，它以人眼作为接收器来观察放大的像。后来在显微镜中加入了摄影装置，以感光胶片作为可以记录和存储的接收器。现代又普遍采用光电元件、电视摄象管和电荷耦合器等作为显微镜的接收器，配以微型电子计算机后构成完整的图象信息采集和处理系统。

表面为曲面的玻璃或其他透明材料制成的光学透镜可以使物体放大成像，光学显微镜就是利用这一原理把微小物体放大到人眼足以观察的尺寸。近代的光学显微镜通常采用两级放大，分别由物镜和目镜完成。被观察物体位于物镜的前方，被物镜作第一级放大后成一倒立的实象，然后此实像再被目镜作第二级放大，成一虚象，人眼看到的就是虚像。而显微镜的总放大倍率就是物镜放大倍率和目镜放大倍率的乘积。放大倍率是指直线尺寸的放大比，而不是面积比。

光学显微镜的组成结构

光学显微镜一般由载物台、聚光照明系统、物镜，目镜和调焦机构组成。载物台用于承放被观察的物体。利用调焦旋钮可以驱动调焦机构，使载物台作粗调和微调的升降运动，使被观察物体调焦清晰成象。它的上层可以在水平面内沿作精密移动和转动，一般都把被观察的部位调放到视场中心。

聚光照明系统由灯源和聚光镜构成，聚光镜的功能是使更多的光能集中到被观察的部位。照明灯的光谱特性必须与显微镜的接收器的工作波段相适应。

物镜位于被观察物体附近，是实现第一级放大的镜头。在物镜转换器上同时装着几个不同放大倍率的物镜，转动转换器就可让不同倍率的物镜进入工作光路，物镜的放大倍率通常为5～100倍。

物镜是显微镜中对成象质量优劣起决定性作用的光学元件。常用的有能对两种颜色的光线校正色差的消色差物镜；质量更高的还有能对三种色光校正色差的复消色差物镜；能保证物镜的整个像面为平面，以提高视场边缘成像质量的平像场物镜。高倍物镜中多采用浸液物镜，即在物镜的下表面和标本片的上表面之间填充折射率为15左右的液体，它能显著的提高显微观察的分辨率。

目镜是位于人眼附近实现第二级放大的镜头，镜放大倍率通常为5～20倍。按照所能看到的视场大小，目镜可分为视场较小的普通目镜，和视场较大的大视场目镜(或称广角目镜)两类。

载物台和物镜两者必须能沿物镜光轴方向作相对运动以实现调焦，获得清晰的图像。用高倍物镜工作时，容许的调焦范围往往小于微米，所以显微镜必须具备极为精密的微动调焦机构。

显微镜放大倍率的极限即有效放大倍率，显微镜的分辨率是指能被显微镜清晰区分的两个物点的最小间距。分辨率和放大倍率是两个不同的但又互有联系的概念。

当选用的物镜数值孔径不够大，即分辨率不够高时，显微镜不能分清物体的微细结构，此时即使过度地增大放大倍率，得到的也只能是一个轮廓虽大但细节不清的图像，称为无效放大倍率。反之如果分辨率已满足要求而放大倍率不足，则显微镜虽已具备分辨的能力，但因图像太小而仍然不能被人眼清晰视见。所以为了充分发挥显微镜的分辨能力，应使数值孔径与显微镜总放大倍率合理匹配。

聚光照明系统是对显微镜成像性能有较大影响，但又是易于被使用者忽视的环节。它的功能是提供亮度足够且均匀的物面照明。聚光镜发来的光束应能保证充满物镜孔径角，否则就不能充分利用物镜所能达到的最高分辨率。为此目的，在聚光镜中设有类似照相物镜中的 ，可以调节开孔大小的可变孔径光阑，用来调节照明光束孔径，以与物镜孔径角匹配。

改变照明方式，可以获得亮背景上的暗物点(称亮视场照明)或暗背景上的亮物点(称暗视场照明)等不同的观察方式，以便在不同情况下更好地发现和观察微细结构。

光学显微镜的原理是光学原理。

随着科学技术的进步，人们越来越需要观察微观世界，显微镜正是这样的设备，它突破了人类的视觉极限，使之延伸到肉眼无法看清的细微结构。

显微镜是从十五世纪开始发展起来。从简单的放大镜的基础上设计出来的单透镜显微镜，到1847年德国蔡司研制的结构复杂的复式显微镜，以及相差，荧光，偏光，显微观察方式的出现，使之更广范地应用于金属材料，生物学，化工等领域。

显微镜光学系统的设计有三种光学系统。

1、长筒光学系统。

2、万能无限远校正光学系统：是较先进的光路设计，它体现了无限远校正方式的优越性。光线通过物镜后成为平行光束通过镜筒，并在结像透镜处折射或完成无像差的中间像。物镜与观察筒内结像透镜之间可添加光学附件，而不影响总放大倍数。另外这种光学系统不需要安装附加校正透镜，都能得到最佳的显微图像。

3、万能无限远双重色差校正光学系统：是目前最先进的光路设计，不但能矫正位置色差，同时还能矫正倍率色差可提高水平分辨率12%，提供最高反差、最高衬度、最高分辨率的最锐利图象。

原理：投影仪的镜头相当于一个凸透镜，来自投影片的光通过凸透镜后成像，再经平面镜改变光的传播方向，在屏幕上成倒立，放大的实像。投影仪，又称投影机，是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，投影仪广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所。

投影仪投影质量，不仅与投影灯泡的亮度有关，而且与投影环境的影响也关系较大。投影仪工作环境的光线强弱会直接影响投影的效果，因此，在使用投影仪之前，一定要先布置好投影仪的工作环境，尽可能地使投影灯泡工作在光线幽暗的环境下。

明亮的环境光线会使投影灯泡的亮度效果变得较差，学生观看费力。为了使投影仪得到更好的投影效果，我们不妨在房间中安装深色不透光的窗帘以挡住室外光线，房间的墙壁使用不宜反光的材料，这些细节都会使投影仪在投影灯泡亮度相同的情况下产生更好的投影效果。

正确地开关投影仪电源，对投影灯泡以及投影仪内部配件的使用寿命影响很大。如果乱关投影仪电源，那么可能会使投影灯泡和投影仪电路部分的电源一起关闭，使投影仪内部的散热风扇因电源断电而停止工作，导致投影灯泡以及投影仪在工作过程中产生的大量热量不能及时通过散热风扇排放出去，这种情况很有可能会使投影灯泡产生爆炸，损坏内部电路板从而使用投影仪不能正常工作。

望远镜的成像原理：

1、 物体通过物镜，距离大于两倍焦距，成倒立缩小的实像（照相机）

2、成的实像透过目镜，在目镜的一倍焦距内，成一个正立、放大的虚像（放大镜）

因为进入光源的光线进入物镜后拉近了距离，使视角变大，所以成放大的像。即能把远物很小的张角按一定倍率放大，使之在像空间具有较大的张角，使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。

望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像，再经过一个放大目镜而被看到。

望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角，使人眼能看清角距更小的细节。望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼，使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。

扩展资料：

如果只有物镜和目镜，那么望远镜产生的影像会成倒立状，这对于观看天文并不会产生影响，因为在太空中的物体是不分正立倒立和左右的。然而在观鸟或是观看棒球赛事时，正立的影像却是必需的。这正是为什么双筒望远镜会在物镜和目镜之间放入矫正镜、棱镜。

双筒望远镜有左右对称的镜头，便于人用双眼观察。而单筒望远镜是用单眼观察。不过，我们并不能武断地认为双筒望远镜更好。一般来讲单筒望远镜的倍率比双筒望远镜高，可以将远处的物体放得更大。

而双筒望远镜虽然比单筒望远镜的倍率低，但由于可以用双眼观察，可以得到立体感。同时由于倍率较低，可以用手拿着使用，便携性较好。并且由于其视野较广，比较适合用于观看室外的体育比赛棱镜被安置在物镜和目镜之间，并由镜筒外层机壳环绕，起到保护作用。

棱镜的功能跟普通镜子无异，只是没有反射背面而已。棱镜系统可分为屋脊棱镜式和普罗棱镜式，按材质又可分为BaK-4材质和BK7材质。在此，我们只讨论棱镜的功能。

双筒望远镜有左右对称的镜头，便于人用双眼观察。而单筒望远镜是用单眼观察。不过，我们并不能武断地认为双筒望远镜更好。一般来讲单筒望远镜的倍率比双筒望远镜高，可以将远处的物体放得更大。

而双筒望远镜虽然比单筒望远镜的倍率低，但由于可以用双眼观察，可以得到立体感。同时由于倍率较低，可以用手拿着使用，便携性较好。并且由于其视野较广，比较适合用于观看室外的体育比赛。

参考资料：

1、投影仪的工作基本原理是将光线照射到图像的显示元件上面，从而产生影像，然后再通过镜头进行投射。

2、投影仪的图像的显示元件是包含有利用透光产生图像的透过型以及利用反射光产生图像的反射型。但是不论是哪一种类型的，它都是一样的将投影灯的光线分成了三种颜色，即红色、绿色以及蓝色，这三种颜色也是我们常说的三原色，在后再根据这些颜色生产出各种颜色的图像。最后再通过棱镜将这三色图像合成一个图像，最后镜头投影到屏幕上去。

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