明明是同一片风景,望远镜里为什么能看得那么清楚那么远?
看完这篇你会知道望远镜看得远的秘密不是"放大"而是先"收光",以及选望远镜为什么要看口径而不是倍数
你有没有试过,站在海边眯着眼睛想看清远处的船,结果只看到一个模糊的点?但只要拿起望远镜,船上的旗子、舷窗,甚至甲板上的人都清晰可见。不是你眼睛不好使,而是望远镜帮你的眼睛做了一件非常聪明的事。
眼睛看不远,到底是哪里出了问题?
先搞清楚一件事:我们为什么看不清远处的东西?不是因为光"跑不到我们眼睛里",而是因为远处的物体送来的光太少、太分散了。打个比方,想象远处有个人在向你撒彩纸屑,距离越远,落到你手心里的纸屑就越少。你的眼睛就像一个很小的"接收盘",瞳孔直径满打满算也就几毫米,能兜住的光实在太少,大脑拿到的信息不够用,图像自然就模糊了。这就是"看不清远处"的根本原因——不是光消失了,而是你接收光的"盘子"太小。
望远镜是怎么把"小盘子"变成"大盘子"的?
望远镜最关键的部件,是最前面那块大大的物镜(或者反射式望远镜里的大凹面镜)。它的作用说白了就是:用一个巨大的"光捕捉器"帮你把光聚拢过来。专业天文望远镜的镜片直径动辄几十厘米甚至好几米,收集光的面积比你的瞳孔大了成千上万倍。原本散落在一大片区域的光,全被它"拦截"后集中到一个点上,再通过后面的目镜把这个"集中好的像"放大送进你眼睛。这就好比,你一个人接雨水顶多捧一小把,换成一口大水缸去接,一场小雨就能装得满满当当。
放大这件事也有讲究。望远镜的放大倍数,其实是物镜焦距除以目镜焦距。焦距你可以理解成"镜片把光聚拢到一点所需的距离"——物镜焦距越长、目镜焦距越短,放大倍数就越高。不过放大倍数不是越高越好,倍数太高而镜片太小,图像会又暗又糊,反而什么都看不清。
生活里的望远镜,哪种更适合你?
市面上常见的望远镜大致分两类。双筒望远镜(就是两个筒并排那种)用的是棱镜折叠光路,体积小、方便带出门,看演唱会、看鸟、看球赛都很合适,一般8×42这样的规格就够用(前面的数字是倍数,后面是物镜直径毫米数)。天文望远镜则强调大口径,物镜越大,能看到的星星越多、越暗的天体也能看见。如果你家阳台想看月亮的环形山,一台口径70毫米以上的入门天文镜就能让你惊掉下巴。选望远镜记住一句话:口径比倍数重要得多,别被"1000倍超强放大"的广告语骗了。
顺便说一个冷知识:人类目前最大的望远镜,主镜直径超过39米,正在智利建造中,它一秒钟收集的光,比人眼一整夜收集的还要多——宇宙有多大,取决于我们愿意造多大的"盘子"去接那些光。