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4-4 光學儀器  複式顯微鏡 顯微鏡成像原理 顯微鏡成像原理 顯微鏡成像原理 * * 顯微鏡的構造 顯微鏡是由焦距較短的物鏡（凸透鏡）與焦距較長的目鏡（凸透鏡）所組成。 物鏡 目鏡 物體 物鏡第一次折射： 光線經由面鏡聚集，穿過載物臺上的圓孔射入 物鏡，發生第一次的折射成像（物體放置在物鏡的焦距與兩倍焦距之間，則成像於物鏡另一側的倒立放大實像，其位置剛好落在目鏡焦點內）。 物鏡形成 倒立放大實像 物鏡 目鏡 物體 f目 物鏡所形成 倒立放大實像 位於目鏡焦距內 目鏡第二次折射： 物鏡折射後所成之實像經目鏡第二次的折射，最後觀察者由目鏡看到放大的正立放大虛像，但對原物而言則是倒立放大的虛像。 物鏡 目鏡 物體 f目 物鏡第一次折射：倒立放大實像（A?B） 目鏡第二次折射：正立放大虛像（B?C） 物體經物鏡及目鏡兩次放大後， 我們看到的是比實物大很多倍的倒立虛像 望遠鏡 ～折射式望遠鏡 伽利略（義）所設計的折射式 　望遠鏡，是採用凸透鏡（焦距 　長）當物鏡，凹透鏡當作目鏡，固定在狹長的管子中。 2. 目前折射式望遠鏡是利用兩個凸透鏡（或透鏡組）（物鏡焦距長，目鏡焦距短），來自遠處的平行光經物鏡折射後會聚於焦點處，形成倒立縮小實像，目鏡將此實像放大成倒立（相對於原物）虛相以便觀察。 望遠鏡 ～折射式望遠鏡 望遠鏡 ～反射式望遠鏡 牛頓（英）發明反射式望遠鏡，入射光 　經過凹面鏡反射於平面鏡，再經平面鏡 　的反射將光改變方向至接目鏡（為凸透 　鏡），折射後得到放大的實像。 2.和同口徑的折射式望遠鏡相比較：有鏡 　面研磨容易、造價便宜、鏡片支撐容 　易、鏡筒短、適合天文台圓頂安裝等優 　點。 望遠鏡 ～反射式望遠鏡 照相機 1.鏡頭：照像機的鏡頭是由一組透鏡組成 　　　　（具有凸透鏡功能）。 2.光圈：調整射入光線多寡。 3.快門：控制曝光時間。 4.焦距：相機透鏡厚薄固定，焦距固定。 照相機 4.焦距：調整鏡頭與底片的距離 　　　（像距），可使鏡前物體 　　　 經鏡頭的透鏡組折射後 　　　 所生成的倒立縮小實像 　　　（因為照像時物體均在透 　　　 鏡的兩倍焦距之外）， 　　　 恰好落在底片上。 5.底片：底片上的化學物質 　　　 （溴化銀），經過適當 　　　　曝光後，會發生化學變 　　　　化，而顯現物體的實像 照相機 眼睛的構造 水晶體 瞳孔 視網膜 眼睛的構造 1.水晶體：人的眼睛有會聚光線的作用具有 　　　　　凸透鏡的功能）。正常眼睛的 　　　　　水晶體（相當於像機鏡頭）有適當 　　　　　的彈性，能藉著周圍睫狀肌的動作 　　　　　調節聚光的能力。 2.瞳　孔：瞳孔（相當於像機光圈）可放大 　　　　　縮小，調節進入眼中的光線。 眼睛的構造 3.視網膜：光線經水晶體折射後，都能在 　　　　　視網膜（相當於像機的底片）上形 　　　　　成一清晰的倒立實像，使視網膜上 　　　　　的感光細胞受到刺激，再經視神經 　　　　　將這些刺激傳入大腦而產生視覺。 雖然在視網膜上所產生的像為倒立， 但大腦將其解釋為正立，因此我們沒有倒立的感覺。 正常眼睛的成像 當睫狀肌鬆弛（水晶體變薄，焦距變大）， 　正常的眼睛可以將無窮遠處射來的光線聚焦在網膜上，無窮遠即為正常眼睛的遠點(far point)。 2.較近物體所發出的光線進入眼睛時，則藉由睫狀肌的收縮（水晶體變厚，焦距變小），使物體可成像於視網膜上。 3.若物體非常接近眼睛，則睫狀肌將無法調節到能使物體成像於視網膜。 相機與眼睛 相機與眼睛 像距固定 （水晶體至視網膜的距離） 調整焦距 （纖狀肌調整水晶體的形狀） 焦距固定 （鏡頭厚薄固定，焦距固定） 調整像距 （鏡頭與底片間的距離） 視網膜 底片 虹膜、瞳孔 光圈、透鏡孔徑 角膜、水晶體 （凸透鏡功能） 鏡頭組 （凸透鏡功能） 眼睛 照像機 近視眼的成像與矯正 1.近視的原因： （1）眼球前後徑太長（即水晶體與視網膜間的距離太長） （2）水晶體的焦距過短。 2.現象：注視較遠處的物體時，成像在視網 　　　　膜前，在視網膜上則形成一個模糊 　　　　的像，所以看不清楚遠處的物體， 　　　　稱之為近視眼。 3.矯正：配戴凹透鏡，使光線發散後再進入 　　　　眼睛，使所生的像剛好落在視網膜 　　　　上。 * * *