显微镜和望远镜的发明介绍

据说眼镜几乎同时出现在中国和欧洲。眼镜的作用是改善视力或矫正视力缺陷。眼镜以凸透镜和凹透镜为主,凹透镜中心比边缘薄,以矫正近视;中心比边缘厚是矫正远视的凸透镜。

17世纪,荷兰制作眼镜的技术已经高超,主要技术是磨凸透镜和凹透镜。凸透镜和凹透镜经常和眼睛打交道,但人们从来没有想到过一起使用凸透镜和凹透镜。

17世纪初的一天,荷兰米特伯格镇一家眼镜店的老板科比斯·赫尔(Cobis Herr)将一个凸透镜和一个凹透镜排成一行,检查磨制镜片的质量。透过镜头,他发现远处教堂的塔楼似乎越来越近,于是偶然发现了望远镜的原理。

科比斯·赫克托耳立刻明白了这个发现非常有用。他把镜头放在金属管的适当位置,这是世界上第一架望远镜。那时候叫“窥镜”,大概就是窥探别人行踪的意思。当时荷兰正在和西班牙打仗,望远镜在荷西战争中发挥了作用。荷兰舰队的战舰上装有望远镜,可以在发现敌船之前探测到敌船的动向,从而使荷兰舰队掌握了战争的主动权。1609荷兰和西班牙休战,望远镜解密。

发明望远镜的消息很快就在欧洲国家传开了。意大利科学家伽利略得知消息后,自己做了一个。第一架望远镜只能把物体放大三倍。一个月后,他做的第二台望远镜可以放大8倍,三台望远镜可以放大20倍。1609 10年6月,他做了一架放大30倍的望远镜。伽利略制作的两台望远镜现在收藏在意大利佛罗伦萨科学博物馆。

本质上,望远镜只是放大了的人眼。人眼的瞳孔只有六七毫米大小,而现代500厘米望远镜的聚光面积约为20万平方厘米。与肉眼看到的恒星亮度相比,其聚光能力使恒星亮度增加了约654.38+0万倍。望远镜扩展了人类眼睛的视野,实现了人类的千里眼梦想。

伽利略用自制望远镜观测夜空,首次发现月球表面凹凸不平,布满山脉,布满陨石坑(有人认为是陨石撞击造成的)。

几乎与此同时,德国天文学家开普勒开始研究望远镜。他在《弯曲光学》中提出了另一种天文望远镜。与伽利略的望远镜不同,这个望远镜由两个凸透镜组成,比伽利略望远镜的视野更广。但是开普勒没有做出他介绍的望远镜。萨迦娜在1613 ~ 1617之间第一次做出了这种望远镜。他还根据开普勒的建议做了一个有三个凸透镜的望远镜,把两个凸透镜做成的望远镜的倒像变成了正像。

萨迦纳制造了八架望远镜,一架用于观测太阳,无论哪一架都能看到形状相同的太阳黑子。因此,他打消了很多人认为太阳黑子可能是镜头上的灰尘造成的错觉,证明了太阳黑子确实是被观测到的真实存在。在观测太阳时,萨吉纳为镜子安装了特殊的遮光玻璃,但伽利略没有加上这种保护装置,以至于透镜聚焦的巨大光能伤害了他的眼睛,最后他几乎失明。

为了提高望远镜的精度,荷兰的惠更斯在1665年制造了一个管长近6米的望远镜来探索土星环,后来又制造了一个管长近41米的望远镜。

许多人参与了制作望远镜,牛顿使望远镜迈出了不仅仅是光收集器的第一步。他发现光可以通过玻璃制成的棱镜分解成由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫组成的色带。牛顿称之为“光谱”。这是因为光从空气中进入玻璃并从玻璃中射出时发生了偏转或“折射”。早期使用物镜和目镜的望远镜被称为折射望远镜。即使加长镜筒,精密加工镜片,也无法消除色差。

牛顿曾经认为折射式望远镜的色差是无可救药的,结果证明太悲观了。1733年,英国人哈尔制作了消色差折射望远镜。1758年,伦敦的博兰自主研发了同样的望远镜。他用不同折射率的玻璃分别制作凸透镜,以抵消它们形成的有色边缘。牛顿本人在1668年发明了反射式望远镜。在这种望远镜中,他用抛物面镜代替透镜来放大图像。此时,所有波长的光都以同样的方式反转,所以反射时没有形成光谱,没有出现色差,从而解决了色差问题。第一台反射式望远镜非常小,望远镜中的镜面直径只有2.5厘米,但木星的卫星和金星的盈亏却能看得一清二楚。1672年,牛顿做了一个更大的反射式望远镜,送给了皇家学会,至今还保存在皇家学会的图书馆里。

反射式望远镜在天文观测方面发展很快。

起初,望远镜最大的用途是观测天体。在望远镜的帮助下,人类拜访了太阳系几乎所有的行星,并把它们抛向更遥远的太空。值得一提的是,在1857年,意大利天文学家谢基用望远镜观测到了火星。他偶然发现,火星上的“海”和“海”之间似乎有一些连线。当然,他的望远镜很难看到这些线是什么。谢济发挥想象力,认为这些线是连接大海的“水道”。1877火星坠毁,另一位意大利天文学家沙帕雷利,那是观测火星的好时机。当他把望远镜对准火星时,谢赫所谓的水道并不是歪的,而是直的,纵横交错,于是他也突发奇想,以为是人工挖的运河。他发表了一篇题为《你可以一年嚣张一次》的论文,似乎还没有确定自己的想法。但他的论文激起了人们对火星的向往,一时间,关于火星的科幻小说层出不穷。虽然这只是人类了解火星的一个插曲,但人类的火星热一直延续至今。

望远镜在天王星、海王星和冥王星的发现中发挥了重要作用。1781年3月3日,移居英国的德国人威廉·赫歇尔用自制的望远镜发现了天王星,但他不能确定。经过许多科学家的观察和计算,他认为威廉·赫歇尔发现了太阳系的第七颗行星天王星。

柏林天文台的加勒博士用望远镜发现了太阳系的第八颗行星海王星。冥王星的发现和海王星的发现大体相似。

如今,望远镜的使用越来越普遍,如野外观察、剧场观看...而潜望镜、瞄准镜、准直器都采用了望远镜的原理。看似普通的望远镜,却走过了一条不寻常的发明之路,蕴含了许多技术内涵。显微镜的发明是人类各个时期最伟大的发明之一。在它被发明之前,人类对周围世界的概念仅限于肉眼所能看到的,或者通过手持镜头。

显微镜在人类的视觉中展现了一个全新的世界。人们第一次看到了数百种“新”的微小动物和植物,以及从人体到植物纤维的一切内部结构。显微镜还帮助科学家发现新物种,帮助医生治疗疾病。上图:这是17世纪英国科学家罗伯特·胡克的显微镜。它有一个简单的内置镜头的皮管,放在一个可调节的架子上。装满水的玻璃球被用来将光线聚焦在物体上。

最早的显微镜是16世纪末荷兰制造的。发明者可能是一位名叫扎卡里亚斯·詹森的荷兰眼镜商,或者是另一位荷兰科学家汉斯·利珀。他们做了一个简单的有两个镜头的显微镜,但是他们没有用这些仪器进行任何重要的观察。

后来,两个人开始在科学上使用显微镜。第一个是意大利科学家伽利略。他通过显微镜观察昆虫后,首次描述了昆虫的复眼。第二个是荷兰亚麻布商人安托万·范·列文虎克(1632 -1723),他自己学会了磨镜片。他第一次描述了许多肉眼看不见的微小植物和动物。

1931年,恩斯特·鲁斯卡发明了一种电子显微镜,彻底改变了生物学。这使得科学家能够观察小到百万分之一毫米的物体。1986获诺贝尔奖。