Многое из того, что нам известно о мире и о Вселенной в целом, мы узнали с помощью микроскопов и телескопов. Первый микроскоп, позволивший получить увеличенное изображение небольших предметов, был изготовлен в 1590 году голландским оптиком Захарием Янсеном. А в 1609 году итальянский учёный Галилео Галилей построил один из первых телескопов для наблюдения за очень далёкими объектами - Солнцем, Луной, планетами и звёздами.
Какие объекты мы можем различить
Самый маленький объект, который мы можем увидеть невооружённым глазом, - пылинка. Оптические микроскопы дают 1000-кратное увеличение, а изобретённый в 1932 году электронный микроскоп увеличивает объект в 50 000 раз. Вместо света в нём используется пучок электронов. Самым мощным является атомный силовой микроскоп в Швейцарии. Он позволяет увидеть атомы, диаметр которых составляет одну десятимиллионную часть миллиметра.
Зеркало в нижней части микроскопа направляет свет на образец, зажатый между двумя стеклянными пластинами. А увеличивают изображение две линзы, расположенные по концам вертикальной трубки, - линзы окуляра и объектива. Увеличение, которое даёт окуляр, - от 6 до 10 раз, а три сменных объектива - 10, 40 и 100 раз. Чтобы найти полное увеличение, нужно перемножить увеличение окуляра и выбранного вами объекта.
Окуляр. Это часть микроскопа, обращённая к глазу наблюдателя. Отсюда и название: ocularis в переводе с латинского - глазной. Окуляр можно подстроить под глаз наблюдателя.
Объектив. Эта часть микроскопа смотрит на объект. Обычно объективы крепят на барабане, поворачивая который вы можете выбрать объектив с нужным увеличением.
Следы преступления под микроскопом. Микроскоп - неоценимый помощник криминалистов. Он позволяет улики, оставленные на месте преступления, - волосы, мельчайшие капли крови, волокна ткани, следы краски с кузова автомобиля. Проведя их химический анализ, сыщики могут сравнить результаты с пробами, взятыми у подозреваемого.
Изучение неба
Простейший телескоп - это телескоп-рефрактор. Главный его элемент - большая выпуклая линза объектива. Она собирает свет от наблюдаемого объекта, преломляет его и посылает в окуляр - небольшую линзу на другом конце длиной трубы, через которую рассматривают увеличенное изображение объекта. Чем больше диаметр объектива, тем больше света в него попадает и тем более ярким и чётким получается изображение.
Свет от наблюдаемого объекта проходит через линзу объектива и попадает на зеркало в другом конце длинной трубы. Зеркало направляет свет в окуляр, и мы видим увеличенное изображение того объекта, на который направлен телескоп. Чтобы изображение было чётким, телескоп закрепляется на штативе, ведь малейшее подрагивание многократно усиливает размытость изображения.
Как далеко в космос мы можем заглянуть
Телескоп Галилея имел 32-кратное увеличение, с его помощью удалось обнаружить четыре спутника Юпитера. А космический телескоп "Хаббл", выведенный на околоземную орбиту, увеличивает в 4 млрд. раз - в 125 млн. раз больше, чем телескоп Галилея. Он позволяет изучать галактики, удалённые от нас на 10 млрд. световых лет. (Один световой год - это путь, который луч света проходит за год. Он равен 9,46*10 в 12 степени километров). У него объективом служит не линза, а гигантское зеркало. После запуска в 1990 году обнаружилась погрешность в изготовлении. Она составляет 0,002 мм, но делала изображение нечётким. Чтобы устранить этот дефект, в 1993 году астронавты установили 2 дополнительных зеркала.
Не смотрите на Солнце без тёмных очков
Яркий солнечный свет, в котором сконцентрирована огромная энергия, повредит глаза. Когда астрономы изучают Солнце, они надевают специальные солнцезащитные очки или проецируют его изображение на экран. В штате Аризона построен солнечный телескоп Макмат-Пирс. Большая часть этого 152-метрового сооружения находится под землёй, и тем не менее при работе он так нагревается, что его приходиться охлаждать. С помощью систем зеркал увеличенное изображение Солнца направляется на экран, находящийся в специальном помещении под землёй.