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《我们爱科学》

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望远镜里看世界

2011-11-23 11:43:46

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哇,你什么时候买了这么大一个望远镜?

上周天文馆搞活动,有厂家在那里促销这种小型天文望远镜,我看挺划算的,就买了一个。

这个望远镜的镜筒这么大,一定能看得很远吧?

一听这话就知道你是外行,望远镜的性能哪有以看多远来衡量的。

你这话是什么意思?人们之所以使用望远镜,不就是为了看远处的东西吗?当然是能看得越远,望远镜的性能也就越好啦。

得,看来今天我有必要向你普及一下望远镜的基础知识。

 

“看得见”与“看得清”

在购买望远镜的时候,人们最关心的往往是望远镜能看多远。可实际上,正规的望远镜并没有“能看多远”这种说法。

月球离我们有38万千米,在天气好的时候,我不用望远镜就可以直接看到它,难道说我的眼睛“能看38万千米”?显然不是。所以说,“能看多远”和望远镜本身没有关系,而是由空气的能见度,以及观察者所处的环境等条件决定的。那人们为什么还要使用望远镜呢?

这里必须说要明一下,“能看多远”与“能看清多远”是两个完全不同的概念。只要是可见光线进入了你的眼睛,就可以算做被你看到了,所以从理论值上说,你可以看无穷远。当我们仰望星空时,所看到的星星绝大多数都是恒星,而它们的距离,最近的也在4光年以外。

人们使用望远镜的根本目的,不是为了“看得更远”,而是为了能够把远处的东西“看得更清楚”。

 

放大倍数是关键

那么,应该怎样来区分望远镜性能的优劣呢?这时最常用到的一个参数,是望远镜的放大倍数。

当我们用肉眼观察一个物体时,视线有一个张角。而当我们用望远镜在同一个地点、观察同一个物体时,这个张角的角度会被望远镜所放大。张角越大,人眼所能分辨出的细节也就越多,看东西也就越清楚。张角被放大的倍数,就是望远镜的放大倍数。例如,用肉眼看一只鸟的张角为6角分,而用望远镜观察则为60角分,那么这个望远镜的放大倍数就是10倍。

对于不同倍数的望远镜来说,它们都可以对无穷远的景物进行成像,所以无所谓谁比谁“看得远”。不过,对于同一个目标,倍数大的望远镜可经让人看得更清楚。

除了倍数以外,望远镜还有一个重要衡量指标,那就是口径。望远镜的口径越大,收集光线的能力也就越强,人们透过它看到的景物亮度也就越高,看到的东西也会更清楚。

对于同等口径的望远镜,放大倍数越大,望远镜的亮度就越低。所以,在购买小型望远镜时,不要片面的追求放大倍数。

 

望远镜里看速度

望远镜能把远处的景物放大,使它看起来变得更近了。那么,在望远镜里,移动的物体在速度上是不是也会有所变化呢?

如果我们站在海边,用望远镜看一条正向岸边驶来的渔船。望远镜的倍数是3倍,也就是说通过它看见的东西,“距离”只有真实情况的三分之一。那么,从望远镜里看,渔船向岸边靠近的速度,是不是也快了3倍呢?

假设渔船距离岸边600,从3倍的望远镜里看,它的“距离”只有200。如果渔船每分钟向岸边移近300,那么1分钟以后,渔船距离岸边300。这时,在望远镜里,300的实际距离被“拉近”到了100。也就是说,在1分钟里渔船实际移动了300,而对于一直用望远镜观察渔船的人来说,渔船却是从200处驶到100处,只走了100

因此,从望远镜里看,渔船向岸边靠近的速度,非但没有扩大3倍,反而被缩小到实际速度的三分之一。缩小的比例,正好和望远镜的放大倍数成反比。

 

房门上的“望远镜”

如果把望远镜反着用,你会发现看到的东西都变小、变远了。你也许会想:没有人会这样使用望远镜的。可实际上,这样的望远镜很多人家里都有,它就是门上的门镜(也叫猫眼)。

门镜的原理基本上就是反着看的望远镜。安装门镜的目的是为了在门内看到外面较大范围内的东西。如果一件东西离你的眼睛很近,东西看上去很大,但是看到的范围却很小;如果一件东西离你远一些,看上去小了,但可以看到它的整体。望远镜反着用,虽然看见的东西变小了,但是可以观察到的范围却扩大了,这正好满足了从门镜里看东西的要求。

本来通过门镜从外面向屋里看东西,是看不清的。因为对于外面的人来说,门镜相当于一个没有调好的望远镜,透过它看到的东西是模糊的。可是,现在市场上出现了一种叫做“反猫眼观察镜”的产品,只要将它从外面接到门镜上,就可以看清屋里的东西。这种观察镜其实也是一种望远镜,它能抵消门镜的作用。为了安全起见,门镜后面最好挂点东西,将门镜遮住。

 


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