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教学思路 光学仪器（放大镜、显微镜、望远镜）的放大本领 光学仪器（显微镜、望远镜、照相机）的聚光本领 光学仪器的像分辨本领（人眼、显微镜、望远镜的分辨本领、棱镜光谱仪、光栅光谱仪的色分辨本领） 观测对象尺度与相应的观测仪器 No discussion of telescopes would be complete without a few pretty pictures. 结构 大型天文望远镜的 消色差，校正球差。 物镜是用孔径大的反射 特点 反射式望远镜 镜制成的。 Reflecting telescopes 卡塞格林型的 (Cassegrain) 格雷哥利型的 (Gregoeian) 牛顿型的 (Newtonian) 抛物面 抛物面 椭球面 抛物面 双曲面 ? 折反系统：施密特系统 Schmidt optical system 大孔径，广视场。 1931年由德国光学家施密特发明，球面主镜 加 校正板，以消除球差。 20世纪中期以后，很多著名天文台都安装有大口径的的反射望远镜。 1976年原苏联制造了口径6米的望远镜，安装在高加索山天体物理天文台。 我国最大的望远镜，是1989年安装在北京天文台兴隆观测站的2.16米反射望远镜，这是我国自己研制生产的。 1948年由美国制造的口径5.08米的反射望远镜，安装在帕洛玛天文台（位于智利），曾居世界领先地位。 哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope） 1990年4月24日哈勃空间望远镜升上了太空，天文学家多年的梦想成为现实。哈勃望远镜观测到迄今为止人类已发现的最遥远、距离地球130亿光年的古老星系。其清晰度是地面天文望远镜的10倍以上，1.6万公里以外的一只萤火虫都难逃它的“法眼”。 哈勃空间望远镜是由美国国家航空与航天局（NASA）和欧洲空间局（ESRO）联合研制的，其主体为长13米、直径4.3米的圆筒，望远镜主镜口径2.4米，总重量为12.5吨，研制历时13年，耗资21亿美元，由发现号航天飞机带到了高度为600公里的空间轨道，实现了天文学家从大气层以外空间观测天体的愿望。 美国空军武器实验室正在研制的 超轻型折叠式合成孔径望远镜 * 第四章 光学仪器的基本原理 （More on Geometrical Optics） 只有物点和光线都限制在近轴区域的条件下，才能实现理想成像 实际情况： 1、色差：在白光或复色光照明时，介质的色散 即使在近轴区域内， 3、能量角度：进入光学系统的光束不宜过窄，离轴 2、像差：成像过程偏离近轴条件 像的清晰度 4、像差越小，衍射效应越明显，破坏像的分辨本领 矛盾1：成像清晰，消除像差、色差 像场广阔明亮 成像清晰度与系统聚光本领之间的矛盾 矛盾2：减小几何像差， 衍射效应明显 成像清晰度与细节分辨程度的矛盾 均衡光学仪器的成像范围、明亮程度、成像质量和分辨能力 放大本领、聚光本领、分辨本领 (1) 助视仪器 (配合眼睛) (2) 摄影投影仪器 (如照相机、投影仪等) 光学仪器 (3) 光谱仪，干涉仪，… (成像仪器) 显微镜为人类打开了“近在眼前”的微小世界的大门，望远镜则帮助人类揭示了“远在天边”的星球世界的奥秘。 大致分类： Optical instruments 微纳米光学 微纳米:0.1μm（1μm=10-6m）到数毫米.纳米尺度一般是指1～100nm . 4.1 人的眼睛 Eyes f : 22.8-18.9 mm f : 17.1-14.2 mm Structure of the human eye 在许多情况下，人眼简化为只有一个折射球面的简化眼。 表4-1 简化眼结构的光学常数 简化眼模型 人眼的调节能力 (a) 调节晶状体曲率(由睫状肌控制）使被看物在视网膜上清楚成像，这称为调焦。 可调焦的物距有一范围，眼睛肌肉完全放松和最紧张时所能看清物体的位置分别称为远点和近点。正常眼的远点为无穷远，近点则与年龄有关，约为15 cm。 一般人在阅读或操作时，习惯将被观察物体放在25 cm处，这样既能看得较为清楚又不容易疲劳，因此通常规定25 cm 为明视距离，用 s0表示。 眼睛可分为正常眼与非正常眼，非正常眼主要有近视眼和远视眼。Nearsightedness (myopic) Correction Negative lens 远点 远点 远视眼 Farsightedness (hyperopic) 近点 Correction of the farsighted eye Positive lenses 近点 近点