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物镜的意思、物镜的详细解释

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物镜的解释

[objective lens] 装在显微镜、望远镜等光学仪器和用具上,与被观察物体在同一端的透镜

词语分解

专业解析

物镜是光学仪器(如显微镜、望远镜、照相机)中靠近被观察物体一端的透镜或透镜组。其核心作用是将物体发出的光线汇聚,在仪器内部形成实像,该实像再被目镜进一步放大供人眼观察或由感光元件记录。

详细解释:

  1. 核心功能与原理:

    • 物镜作为光学系统的第一级成像元件,直接接收来自被观察物体(标本、天体、景物等)的光线。
    • 利用透镜的折射原理,将这些光线汇聚,在仪器内部(如显微镜的镜筒内、望远镜的焦平面、照相机的像平面)形成一个倒立、放大的实像(显微镜、望远镜)或倒立、缩小的实像(照相机)。这个实像是后续观察或记录的基础。来源:《现代汉语词典》(第7版)对“物镜”的基本定义及光学成像原理。
  2. 关键特性(在显微镜中尤为突出):

    • 放大倍率: 物镜最主要的参数之一,表示其对物体线性尺寸的放大能力(如4×, 10×, 40×, 100×)。显微镜的总放大倍率是物镜倍率与目镜倍率的乘积。
    • 数值孔径: 衡量物镜收集光线能力(分辨细节能力)的关键参数,数值越大,分辨率越高(能看清更细微的结构),景深越浅。来源:教育部《物理学名词》审定委员会审定的光学仪器术语标准。
    • 工作距离: 指物镜前透镜表面到被观察物体表面(当图像清晰聚焦时)的距离。高倍物镜的工作距离通常较短。
    • 像差校正: 高质量的物镜需要校正各种光学像差(如球差、色差),以确保成像清晰、准确。根据校正程度,有消色差物镜、复消色差物镜、平场物镜等类型。
  3. 应用与重要性:

    • 物镜的性能(特别是分辨率和像差校正水平)直接决定了整个光学仪器的成像质量和观察效果。它是显微镜、望远镜、相机镜头等设备中最核心、技术含量最高的光学部件之一。
    • 在显微镜中,不同倍率和数值孔径的物镜组合使用,以满足从低倍整体观察到高倍细节研究的需要。来源:中国光学学会对光学仪器核心组件的科普说明。

网络扩展解释

物镜是光学仪器(如显微镜、望远镜、相机等)中靠近被观察物体的核心透镜或透镜组,主要功能是收集物体发出的光线并形成初始放大实像。以下是详细解析:

  1. 核心作用
    物镜作为光学系统的第一级成像元件,直接影响成像质量。其数值孔径(NA)决定了分辨率和聚光能力,公式为:
    $$ NA = n cdot sintheta $$
    其中(n)为介质折射率,(theta)为光线最大入射角。NA值越大,分辨率越高。

  2. 分类与参数

    • 显微镜物镜:按放大倍数分为低倍(4×-10×)、中倍(20×-40×)、高倍(60×-100×),油浸物镜可达100×以上。消色差物镜(如阿贝设计)可减少色散。
    • 望远镜物镜:折射式用凸透镜,反射式用凹面镜,折反射式结合两者优势。
    • 相机物镜:决定焦距与光圈,影响景深和进光量。
  3. 特殊设计

    • 镀膜技术:多层增透膜减少反射损失(如蔡司T*镀膜)。
    • 平场校正:消除像场弯曲,使边缘成像更清晰(Plan物镜)。
    • 浸液物镜:使用油或水作为介质提升NA值。
  4. 应用场景

    • 生物显微镜观察细胞结构时需搭配不同倍率物镜。
    • 天文望远镜中物镜口径越大,集光能力越强。
    • 工业检测镜头通过物镜实现微米级缺陷识别。

注意事项:避免直接触碰镜面,清洁时用专用拭镜纸;长期存放需防潮防霉;高倍物镜工作距离短,操作时需谨慎避免压碎标本。

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