第一節 通向微觀世界之門(1 / 2)

人各有誌趣,然而,成功者並不多。隻有奮發鑽研的人,不惜付出艱辛的勞動,始終不渝地開拓,因而鋪砌出一條可以攀登的路來,才能取得成功。通向微觀世界之門,就是這樣打開的……

十七世紀,荷蘭有一位市政大樓看門人,叫安東尼·列文虎克。他是一位業餘光學愛好者。他把自己磨製的幾片透鏡裝在鏡筒裏疊加起來,竟將微小的東西放大100多倍。在他的鏡頭下,一根頭發絲就象一棵小樹幹。1675年的一天,他用他的儀器觀察一滴汙水,奇妙的情景把他吸引住了:許許多多的微小生物,象小蟲一樣爬來爬去。這就是細菌。功夫不負有心人,這位業餘光學愛好者創造了世界上最早的顯微鏡。

顯微鏡的發明,為人類打開了通向微觀世界之門。

百聞不如一見。眼睛是人的“窗口”,外界信息大約60%是通過視覺而獲得的。人的眼睛是一種非常巧妙的器官,然而,眼睛的本領畢競是有限的,象細菌那樣的微生物根本看不見,這是由人眼睛的構造所決定的。

人的眼睛,具備了照相機的全部本事。來自景物的光線經過前麵的晶狀體,就象經過照相機鏡頭那樣,形成一個倒立縮小的實象,由於晶狀體具有調節焦距的能力,實象正好形成在眼球後麵的視網膜上。視網膜上有許許多多神經細胞:一種是棒狀細胞,能夠分辨明暗;另一種是錐狀細胞,能夠辨別顏色。當一景物成象在視網膜上的時候,視神經細胞即感受到了明暗和顏色,並把自己的感受報告給“總指揮部”——大腦。這樣,人就看到了景物。

眼睛能看見某一物體,條件是這一物體的象必須成在視網膜上。可是,要看清楚這一物體,也就是說,要能夠清晰地分辨出物體的這一部分和那一部分,還必須滿足以下兩個條件:一是在視網膜上形成的象要足夠的明亮;二是所要分辨的物體的兩個部分對眼睛的張角——視角至少不小於1分。當物體的兩個部分對眼睛光心所張的視角大於1分時,這兩個部分的象落在兩個不同的感光細胞上,這樣眼睛才能把物體的兩個部分看清楚。

人的眼睛在觀察外界物體時,物體離開眼睛的距離是一定的,眼睛可以調節晶狀體的焦距,使象形成在視網膜上;外界光線的明暗程度也是一定的,眼睛可以調節瞳孔的大小,使形成在視網膜上的象的亮度適宜。可是,眼睛不能調節成象大小,如果感到視角太小,隻好把物體移近一些,這樣視角就增大一些,物體看起來也就清楚一些。從視角方麵來考慮,似乎物體越近看起來越清楚;但從成象方麵來考慮,物體靠近眼睛又是有限度的,即有個最短距離,再小於這個距離,即使晶狀體作了最大限度的調節,物體也不能成象於視網膜上,這時,眼睛仍然不能夠看清楚物體。眼睛經過調節能夠看得清楚的最短距離,叫做近點。年青人的正常眼睛的近點,為100毫米左右。反之,正常的眼睛,晶狀體能夠將平行光束會聚在視網膜上,也就是說,能看得見無限遠的物體。眼睛能夠看得清楚的最遠距離,叫做遠點。正常眼睛的遠點是無限遠。

人的眼睛雖然有一定的調節能力,但是,眼睛在長時間處於高度調節的情況下作近距離觀察,很快就會感到疲勞的。人眼睛有一個比較習慣的適當距離,在這樣距離下看東西不容易疲勞,正常眼睛的這個距離約為250毫米,叫做眼睛的明視距離。

由於眼睛的調節能力有限,一個物體移至近點以內,它對眼睛光心的張角仍然小於1分,這時候要看清楚它,必須再進一步增大視角,但不能再采取向眼睛移近的辦法了,因為處於近點以內,眼睛再也不能通過晶狀體本身的調節來使象形成在視網膜上了。不過,我們可以請放大鏡來幫助增大視角。

放大鏡是一個焦距很短的凸透鏡。如果將物體放在它一側焦點以內,則在和物體同一側形成一個正立的虛象,這個虛象在另一側用眼睛可以觀察到。這就是放大鏡的作用原理。

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