开普勒望远镜倒立像变正的方法

今天我们来做一个开普勒士望远镜，找一个吃完的薯片桶，把内部擦干净， 用小刀将它的底部踩去，做成这样就可以了。 然后找一个放大镜作为雾镜，雾镜放大倍数越大越厚，效果越好。用热胶枪把薯片筒固定在放大镜上， 然后找一个直径略大于薯片桶的塑料瓶，同样把它的底部裁掉，擦拭干净。然后取下瓶盖，在中间挖一个洞， 在瓶盖上涂上热熔胶。 再找一个小放大镜作为墨镜，墨镜放大倍数越小越好，把放大镜和瓶盖粘在一起。如果想知道自己的望远镜的放大倍率，可以用一个手电筒先来测出雾镜的焦距。 望远镜的放大倍率等于孤镜，焦距除以墨镜焦距， 所以目镜和物镜放大倍数相差越大越好。 最后把望远镜组装起来，观察时滑动塑料瓶，找到最清晰的位置，我们一起来看一下效果吧。

望远镜的成像光路图望远镜的种类有很多，第一架望远镜是一个眼镜工匠发明的。第一次把望远镜指向太空的是伽利略同学，他发明的望远镜叫伽利略望远镜。伽利略望远镜的雾镜是一块凸透镜，目镜是一块凹透镜。 后来开普勒同学发明了开普勒望远镜。多说一句，开普勒也是大牛，等上高中你们就知道了，开普勒望远镜的雾镜是一块凸透镜，墨镜也是一块凸透镜。再后来呢，牛顿同学发明了反射望远镜。 我们今天只来看开普乐望远镜的成像光路图。开普乐望远镜由两组凸透镜组成，靠近眼睛的叫目镜，另一个叫雾镜。为了方便理解，先插播一个概念，通过透镜焦点与主光轴垂直的平面叫焦平面。平行光不一定平行于主光轴，经凸透镜折 射后会汇聚于该焦平面上的一点。来自遥远太空的星球上，每一点发出的光对地球上的我们来说都近似于平行光。这些平行光晶凸透镜折射后汇聚到雾镜的焦平面上一点。同理，星球的每一点都会在雾镜焦平面上成像，由此，星球在雾镜的焦平面上呈倒立、缩小的石像， 这个石像在目镜的一倍焦距以内做出光路，如图及目镜起到放大镜的作用。总体来说，星球所成的像相对于星球是缩小的、倒立的，但是这个像离我们眼睛较近，视角变得很大，我们会产生星球被放大了的感觉。 多说一句，伽利略望远镜最忠诚的像，相对于被观测物体是正立的，有兴趣的同学可以自行作图理解。

当他慢慢远离，渐行渐小，你是否考虑过他的大小没变，你也没变，为什么距离可以改变他在你眼中的大小？我们应该用视角来考虑这个问题。近，物体对眼睛的视角较大。远， 虽然物体大小不变，但视角减小，眼中的相也就变小。所以想看清远处的景色，就要睁大对眼睛的视角。望远镜可以完成这个任务， 这是远处物体对人眼的视角。两个正透镜可以构成一台开普勒望眼镜。经过望眼镜，视角明显增大，相被放大，我们将远处的风景拉近了。然而，开普勒望眼镜成倒立的像，且光路较长，所以我们需要加入棱镜转向系统， 光路折叠，缩短光路，并将向正力明亮的市场，是一款优秀的望远镜必备的光学素质。为了矫正相差，望远镜的雾镜和目镜 由多组镜片构成，再加上冷静系统，所有的光学原件都会吸收和反射光线，使光能损失，导致市场变暗。蔡思望已经使用了高透射率的新型消特玻璃， 既具备高脂肪率的光学特性，又保持可见光范围内的高透过滤，减少了光学界对光能的吸收的损耗。除了高透射率的特性，为 降低色散的影响，彩色望远镜中光学原件的材料为超低色散异地玻璃系列中的孵化物玻璃，有效降低的光学原件色散对成像的影响。普通玻璃的表面会反射掉约百分之四的入射光能量，折射力越高的玻璃反射能力越强。为了降低光学原件表面反射造成的能量损失，需要在其表面镀膜。 以单层膜为例，薄膜的上下表面都会反射光，由于光的波动性，这两束光会发生干涩。当磨层厚度、材料折射率和光的波长满足硬条件时，反射光干涩强度达到最大， 此时透射光能量最小。这种膜为增反膜，反之改变磨成厚度。当反射光干涉强度最小，透射光能量达到最大，此视为增透膜。由于磨成材料折射力等因素的限制，单层镀膜仅可以把反射损失的能量从百分之四降低至百分之一点五左右。 而且由于单层膜厚度单一，仅能实现较窄光谱范围内的增透，无法对整个可见光范围起作用。为了在可见光范围内实现更高的透过率，需要多层镀膜。优秀的多层膜取决于模型设计工艺和镀膜设备。自一九三五年的镀膜专利开始， 泰斯的光学镀膜技术在业内一直处于领先地位，尤其是后期的多层镀膜技术，更是将透过率和色彩还原达到了极致。在史密特别汉冷静系统中的反射面包含七十层折射率高低交替的电接质材料薄膜，使其在整个可见光范围内都可以达到百分之九十九以上的 反射率，比一般的镀银反射镜更加优秀。此外，望远镜的近光量越大，市场内的图像也越明亮。和照相机类似，近光亮和光蓝的尺寸直接相关。出筒是孔径光蓝镜目镜所成的象，他可以直观的表示进入人眼的光线的数量。 只有当触筒和人眼的眼瞳相匹配时，才可以看到完整明亮的图像。这里的匹配包括尺寸和位置。如果望远镜的触筒小于人眼的眼瞳 眼看到的图像会被近光遮挡。望远镜的触筒等于人眼的眼瞳，可以看到明亮而完整的图像。如果触瞳尺寸大于眼瞳，虽然对明亮度没有影响，但人眼稍微的移动也不会被遮挡，非常适合我们快速找到想看的目标。 外，触瞳的位置也非常关键，如果触瞳距太小，人也需要非常贴紧目镜，势必不舒适，太远也不合适。一般我们会把这个距离控制在 十五毫米，从而得到一个舒适的观看体验。先进的镀膜技术，优质的光学材料和出色的光学设计，造就了一台优秀的蔡思望眼镜。感谢大家关注大军的物理实验，谢谢！

开普勒是望远镜折射，是望远镜的一种，物镜族，也为凸透镜形式，但镜阻是凸透镜形式。这种望远镜丞相是上下左右颠倒的， 但市场可以设计的较大。最早由德国家开普乐于一六一一年发明。为了成正立的巷采这种设计的某些折射式望远镜。折射双筒望远镜在光路中增加了转向棱镜系统。 采用开普勒折射式的天文望远镜。这种结构成像是道理。开普勒使望远镜看到的是虚向物镜，相当于一个投影仪，目镜相当于一个放大镜。

前面讲了伽利略望远镜的成像原理，实际上还有一种类型的望远镜， cable 望远镜。与伽利略望远镜不同，他的雾镜和目镜都是凸透镜。下面通过光路分析来看一下 cable 望远镜为什么也能看清远处的物体，实现望远的效果。 我们用开不了望远镜看远处的一个物体，物体上一点发出的光在到达眼睛之前先经过第一个凸透镜。由于物体很远，超过了两倍焦距， 原本发散的光将在透镜后面重新汇聚到一点，过了这点之后将再次发散。此时如果再放置一个凸透镜，并保证他和光点的距离不超过这个透镜的焦距，那么光线透过凸透镜之后仍然保持发散，并整体向近 镜片较厚的部位偏折。当眼睛看到这些光线时，会感到他们来自透镜后的一点可以叫他虚光点。虚光点和物体本身的光点是一一对应的，同样的 物体上特点发出的光会有同样的效果，一系列的虚光点就构成了物体的虚像。 我们来对比一下物体和他的虚向视角的大小。很明显，虚向的视角增大了很多，因此开不了望远镜能更清晰的看到远处的物体，并且感觉物体 被拉近放大了。这个虚象是一个倒立的虚象，实际应用中会通过棱镜的反射使象正立便于观察。这就是开不了望远镜能够看到远处物体的原因。

制作家里略望远镜，将五厘米皮筋套在粗杆上，拉紧至与管口齐平的位置，接着放上平凸透镜，并用皮筋固定。采用同样的方法， 将三厘米的双凹镜片固定在细管上，再把两个支撑环旋转套入细管上，把细管推入粗管中，可用手辅助推入， 推拉至合适位置即可观察正立的像。扫描包装上的二维码可以查看视频。

这是一个望远镜，也是我们所说的开普勒望远镜。它主要由大透镜、雾镜镜筒以及 小透镜木镜镜筒嵌套而成。当我们通过望远镜观察时，会发现望远镜所成像是倒立的。当我们增大雾镜与木镜间距离时，所成像会变大 缩小。物镜与目镜间距离时，所成像会变小。在望远镜中，较大的凸镜是物镜，成像原理与照相机相同，呈倒立缩小的实像。 较小的凸镜是目镜，成像原理与放大镜相同，呈正立放大的虚像。 两个凸镜叠加起来后，就是望远镜，形成倒立缩小的虚像。在望远镜成像中，虽然像变小了，但扩大了视角，所以最终起到了放大的作用。

这是一架开普勒望远镜，它是由一个木镜和一个物镜组成的。取下物镜可以看到它是一个凸透镜， 来自雾镜。二倍焦距以外的物体反射的光线经过雾镜可以成一个缩小倒立的像。取下木镜可以看到它是一个透镜组，相当于一个焦距很短的凸透镜。 如果观察的物体在木径的一倍焦距以内，则它的作用相当于一个放大镜。