儿童光学
凹透镜与凸透镜
什么是镜片？
透镜能以有益的方式折射光线。大多数控制光线的装置都含有一个或多个透镜。有些装置仅使用镜子，而镜子也能实现透镜所能实现的大部分功能。
有两种基本且简单的镜头类型
凸透镜
凸透镜或 正透镜能使光线 聚拢或聚焦，并能形成像。
凹透镜
凹透镜或负透镜 会使光线发散（向外扩散）。
您也可以选择混合镜片形状
通常情况下，光会沿笔直的路线传播，直到遇到某种物体使其发生偏折。光的直线传播路径被称为光线。当你将几个凸透镜或凹透镜组合在一起时，就可以使光的传播路径发生偏折。
图1.看看当你将几个凸透镜或凹透镜组合在一起时，光路会发生什么变化。
单焦还是多焦镜片？
简单的透镜无法形成非常清晰的图像，因此透镜设计师或光学工程师会研究如何将简单的透镜组合起来，制成性能更优的复合透镜。我们使用专门的计算机程序来辅助完成这项工作，因为这可能需要进行数十亿次的计算。
不同设备使用不同类型的镜头。点击箭头查看几个示例。
手机
该设备采用……
相机
该设备采用……
火星车
该设备采用……
来源：https://www.jpl.nasa.gov/edu/resources/teachable-moment/meet-perseverance-nasas-newest-mars-rover/
放大镜：一种简单的光学仪器
该图展示了放大镜如何折射光线，使物体看起来比实际更大。许多光学设备都利用了同样的基本原理：通过折射光线来欺骗你的眼睛和大脑，使光线看起来像是来自另一个（通常更大或更近的）物体。
请访问Molecular Expressions网站，观看一个关于简单放大效果的精彩演示（将在新窗口中打开，并需要安装 Java 插件）。您可以上下移动放大镜，观察图像的变化。
来做个测验吧！
镜头无处不在，且各有其用。试着猜猜看，哪个镜头是用来……
1. 在屏幕上显示一张大图？
2. 看清远处的事物？
3. 能看清非常细微的事物吗？
4. 能在黑暗中看清吗？
5. 拍摄照片以便日后查看？
6. 矫正视力问题？
A) 望远镜
D) 投影仪
B) 夜视镜
E) 眼镜
C) 相机
F) 显微镜
1. D
2. A
3. F
4. B
5. C
6. E
天文学与太空探索中的光学
在天文学和太空探索领域，光学技术有着悠久的历史。伽利略（1564–1642）是最早使用小型望远镜观察月球和夜空中的其他天体，并记录其观测结果的人之一。
他发现……
- 月球具有山脉般的特征
- 木星拥有自己的卫星
- 太阳表面的暗区，称为太阳黑子
- 行星在望远镜中呈现为小圆盘，是因为它们相对较近；而恒星总是看起来像光点，是因为它们距离我们非常遥远。
更先进的地面望远镜以及光谱仪仪器 特殊光学仪器 使人们得以揭开宇宙的许多奥秘。仪器 我们仪器 继续使用并改进地面望远镜和科学光学仪器 。
自1957年以来，光学技术也一直是太空时代的重要组成部分，最初是从用于追踪火箭和卫星的地面望远镜开始的。不久之后，科学家们研制出了搭载相机、望远镜和其他仪器地球卫星，其中许多用于观测地球，更多则用于观测恒星和行星。 稍后，美国和当时的苏联也开始将航天器送出地球轨道，前往月球、金星、火星，最终甚至抵达了冥王星。2015年，美国宇航局（NASA）的“新视野”号探测器成为首艘飞越冥王星及其卫星的航天器。
哈勃太空望远镜或许是知名度最高的太空光学系统，而光学研究协会（ORA，现隶属于是德科技）的几位工程师确实参与了其维修光学系统的设计及其他相关工作。ORA甚至因这项及其他与太空相关的工作，荣获了美国国家航空航天局（NASA）颁发的“公共服务团体成就奖”。如需进一步了解哈勃望远镜的工作原理，请访问此网站。
2021年，美国国家航空航天局（NASA）发射了另一台望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜。它绕太阳运行，能够探测和研究早期宇宙中微弱的星系，其能力是此前任何仪器都无法比拟的。在我们的银河系内，它能够穿透恒星形成区中肉眼看不见的尘埃和气体，并探测系外行星的大气层。
如果您对探索其他行星感兴趣，或许我们能从火星车身上获得更多启示。我们深感自豪的是，是是德科技的光学工程团队设计了“毅力号”火星车上的Mastcam-Z变焦镜头，该火星车已于2021年2月成功登陆火星。 Mastcam-Z仪器是这辆火星车桅杆上安装的科学“眼睛”。Mastcam-Z中的“Z”代表“变焦”。它标志着太空探索史上的一个里程碑：这是首个被安装在深空仪器上的变焦镜头系统。
下一个主题：什么是激光？
终身学习
需要帮助或有疑问吗？