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了解望远镜：透镜、主轴和成像原理

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：望远镜里面主要是透镜，透镜主要分凸透镜（聚光镜）和凹透镜（散光镜）两种。经过透镜两个球面中心的直线叫主轴；透镜的中心叫光心。实像的位置在透镜另一侧的焦点和2倍焦点之间，比原物小，如图224所示。用望远镜瞄准目标时，首先要调节望远镜转动目镜使十字焦看得最清楚。图227不能成像图228虚光线的正立像望远镜可以分为外对光式和内对光式两种。所以目前多数采用内对光式，它的优点是物镜固定，物体图像清晰。

它是经纬仪的主要部件，它能确定被测目标在空间的方向，能起放大作用，使目标清楚，可以观察远处肉眼所看不清的目标。望远镜里面主要是透镜，透镜主要分凸透镜（聚光镜）和凹透镜（散光镜）两种。经过透镜两个球面中心的直线叫主轴；透镜的中心叫光心（O）。

通过光心的光线不产生折射，通过其他部分的光线都会产生折射，对于凸透镜光线折射聚向实主焦点F；而对于凹透镜光线折射散出去，好像是虚主焦点F′发出来的。从光心到主焦点的距离叫焦距。反映物体的光线的经过透镜便构成图像（见图2 pagenumber_ebook=41,pagenumber_book=29 23）。

图2 pagenumber_ebook=41,pagenumber_book=29 23　凹透镜

图2 pagenumber_ebook=41,pagenumber_book=29 24　缩小的倒立实像

透镜构成图像有三种情况：

第一种是倒立的实像。

（1）当物体在2倍焦距以外时，它便是倒立的实像。实像的位置在透镜另一侧的焦点和2倍焦点之间，比原物小，如图2 pagenumber_ebook=41,pagenumber_book=29 24所示。

（2）物体恰好在两倍焦距点上，它的像也是倒立的实像，不过物体恰好位于另一侧两倍焦距点上，和原物一样大小，如图2 pagenumber_ebook=41,pagenumber_book=29 25所示。

图2 pagenumber_ebook=41,pagenumber_book=29 25　相等的倒立的实像(https://www.chuimin.cn)

图2 pagenumber_ebook=41,pagenumber_book=29 26　大于原物的倒像

（3）物体位于焦点和两倍焦距之间时，它的像也是倒像，它位于两倍焦距以外，比原物大，如图2 pagenumber_ebook=41,pagenumber_book=29 26所示。

第二种情况是物体正在焦点上时，则不能成像，因为它不能聚焦，如图2 pagenumber_ebook=41,pagenumber_book=29 27所示。

第三种情况是物体在焦点以内时，出现的是虚光线形成的正立像和物体位于透镜的同一侧，如图2 pagenumber_ebook=41,pagenumber_book=29 28所示。

用望远镜瞄准目标时，首先要调节望远镜转动目镜使十字焦看得最清楚。其次转动对光螺旋K，使物体的实像图像清晰。

图2 pagenumber_ebook=42,pagenumber_book=30 27　不能成像

图2 pagenumber_ebook=42,pagenumber_book=30 28　虚光线的正立像

望远镜可以分为外对光式和内对光式两种。外对光式对光时是调节目镜与物体间的距离，镜筒不密封，易受潮和吸入灰尘，要放大率高，就得使镜身很长，使用不便。所以目前多数采用内对光式，它的优点是物镜固定，物体图像清晰。