望遠(yuǎn)鏡是凸透鏡與凹透鏡的組合,而顯微鏡是兩個(gè)凸透鏡的組合,兩者中間有什么不同我們放在后面談,先來(lái)談下它們是怎么被設(shè)計(jì)出來(lái)的。
關(guān)于望遠(yuǎn)鏡,現(xiàn)存的ZUI早紀(jì)錄是荷蘭 Middelburg 的眼鏡制造商 Hans Lipps 在 1608 年向政府提交專(zhuān)LI的折射望遠(yuǎn)鏡。Lipps 經(jīng)營(yíng)著城里唯YI的一家眼鏡行,他想到了「以舊換新」的行銷(xiāo)活動(dòng),生意做得紅火。他就把大家換下來(lái)的眼鏡丟在角落的一個(gè)紙箱,后來(lái)這個(gè)紙箱被他的三個(gè)兒子發(fā)現(xiàn)了,于是就成了他們的玩具。有一天三個(gè)小孩又捧著一對(duì)堆鏡片去陽(yáng)臺(tái)玩,當(dāng)時(shí)ZUI小的弟弟拿了兩塊鏡片,疊在一起往遠(yuǎn)處眺望,結(jié)果發(fā)現(xiàn)竟然能將遠(yuǎn)處看得又大又清楚。Lipps 覺(jué)得這是個(gè)很好的商機(jī),就用一根鐵管將兩種不同的鏡片固定住,然后放在店鋪里販?zhǔn)郏?dāng)初還取個(gè)「窺視鏡」的名稱(chēng)。
望遠(yuǎn)鏡能讓遠(yuǎn)處的事物盡在眼前的原理是什么?它靠近底部的鏡片是個(gè)近視鏡(凹透鏡),光線進(jìn)入凹鏡后會(huì)聚焦成像,然后圖像被放大鏡(凸透鏡)放大,此時(shí),人眼能收集到比人的瞳孔大得多的光束,這樣遠(yuǎn)處的物體就能被人看到了。事實(shí)上,望遠(yuǎn)鏡有兩種成像原理,一種是「凹凸透鏡」,一種是「雙凸透鏡」。
ZUI早的顯微鏡是 1590 年也是由荷蘭眼鏡商亞斯詹森制造出來(lái)的,事實(shí)上,ZUI早申請(qǐng)望遠(yuǎn)鏡專(zhuān)LI的 Lipps 也制造了望遠(yuǎn)鏡,但他們制造顯微鏡的精度并不高,所以大家就把他倆給忽略了。在望遠(yuǎn)鏡發(fā)明的七十年后,同樣,在荷蘭的 Antoni van Leeuwenhoek 改良了ZUI早的顯微鏡,ZUI先發(fā)現(xiàn)微生物。
Leeuwenhoek 自己磨出了兩塊放大功能很強(qiáng)的凸透鏡,將兩塊鏡片疊起來(lái),發(fā)現(xiàn)羽毛上的每一根絨毛都粗大得如樹(shù)枝一樣,調(diào)整兩塊鏡片之間的距離,放大效果也不一樣。所以他請(qǐng)鐵匠打造了一個(gè)鐵架和一個(gè)能固定鏡片的鐵筒,將鐵筒至于鐵架上面,于是第一臺(tái)顯微鏡就誕生了。
我們都知道凸透鏡可以當(dāng)放大鏡使用,將物體放置于凸透鏡焦點(diǎn)內(nèi)一點(diǎn)點(diǎn),通過(guò)視角放大,而讓我們可以看清楚物體,同樣的將物體放置于一倍與兩倍焦距之間,一樣可以得到放大的倒立實(shí)像。而顯微鏡就是同時(shí)運(yùn)用以上兩種性質(zhì),顯微鏡有兩個(gè)凸透鏡,要放大的物體放置于第一個(gè)凸透鏡的一倍到兩倍焦距之間,可在凸透鏡后形成倒立實(shí)像。然后在實(shí)像后離開(kāi)約第ER個(gè)透徑焦距的位置,放置另一個(gè)凸透鏡達(dá)到,再次視角放大的效果,就形成所謂的顯微鏡。