光与影的魔幻乐园：有趣的透镜 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

潘路军 译

图书标签:

• 光学原理
• 透镜
• 科学实验
• 儿童科普
• 趣味物理
• 光影游戏
• 动手实践
• STEM教育
• 探索发现
• 益智玩具

店铺： 金卫文化图书专营店

出版社： 科学

ISBN：9787030318855

商品编码：29912676366

丛书名： 光与影的魔幻乐园--有趣的透镜(四色全彩)形

开本：32

出版时间：2011-08-01

目录
目录
第1章 浅谈透镜
001 透镜是巧妙利用光的折射而发明的工具 2
002 透镜的历史 4
003 将小物体放大观察的显微镜的历史 6
004 将远处的物体移近观察的望远镜的历史 8
005 记录透镜所成像的照相机的历史 10
COLUMN 透镜（lens）的词源 12
第2章 光的行为举止
006 光的直线传播和可逆性 14
007 光的反射定律 16
008 光在平面镜上的反射 18
009 光的漫反射 20
010 通过透明物体的光 22
011 光在物质的界面弯曲 光的折射 24
012 光选择什么样的路径传播 费马原理 26
013 斯涅尔定律① 28
014 斯涅尔定律② 30
015 空气的扰动使光弯曲① 阳炎和逃逸之水的原理 32
016 空气的扰动使光弯曲② 海市蜃楼和蒙气差的原理 34
017 通过三棱镜得到的彩带 光的色散 36
018 天空中飘起光的彩带 彩虹的形成原理 38
019 彩虹为什么是圆弧形的 40
020 光的本性是波还是粒子① 光的衍射 42
021 光的本性是波还是粒子② 光的干涉 44
022 光的衍射和干涉所引起的彩虹 肥皂泡和CD盘上的彩虹原理 46
023 光是纵波还是横波 偏振① 48
024 偏振眼镜和布儒斯特定律 偏振② 50
025 光是电磁波的成员 52
026 光速是多少 54
027 考虑到光的行为举止的几何光学和波动光学 56
COLUMN 近场光——突破光的衍射极限的光 58
第3章 透镜的原理和作用
028 点光源发出的光是怎样传播的 60
029 影子的形成方式 62
030 针孔成像 64
031 针孔照相机成像 66
032 透镜的基本原理 68
033 凸透镜和凹透镜的基本功能 70
034 透镜的焦点和焦距 72
035 透镜的主点和主平面 74
036 薄球面透镜焦距的计算方法 76
037 光通过透镜后的传播方式 78
038 凸透镜成的实像 80
039 从无穷远处传来的光通过凸透镜后在哪儿成像 82
040 凸透镜成的虚像 84
041 遮住半个凸透镜后实像和虚像如何变化 86
042 物体位于焦点的位置上时实像和虚像如何变化 88
043 凹透镜成的虚像 90
044 透镜的成像公式和放大率① 凸透镜成实像的情况 92
045 透镜的成像公式和放大率② 凸透镜成虚像的情况 94
046 透镜的成像公式和放大率③ 凹透镜成虚像的情况 96
047 透镜成像公式的总结 98
048 计算透镜放大率的另一个方法 100
049 透镜成像作图的技巧① 从光轴上的一点发出射向凸透镜的光线 102
050 透镜成像作图的技巧② 以任意倾角射向凸透镜的光线 104
051 透镜成像作图的技巧③ 光线通过凹透镜的情况 106
052 通过两片透镜的光线 108
053 凹面镜和凸面镜的原理 110
054 由凹面镜和凸面镜反射的光线 112
055 透镜的分类方法 114
056 利用界面折射的透镜① 球面透镜 116
057 利用界面折射的透镜② 非球面透镜 118
058 利用界面折射的透镜③ 柱面透镜 120
059 利用界面折射的透镜④ 环面透镜 122
060 利用界面折射的透镜⑤ 菲涅尔透镜 124
061 非利用界面折射的透镜① 格林（GRIN）透镜（渐变折射率透镜） 126
062 非利用界面折射的透镜② 衍射透镜 128
COLUMN 光学超物质——具有负折射率的物质 130
第4章 透镜的性能
063 制作透镜的光学玻璃所需的特性 132
064 光学玻璃的折射率 134
065 光学玻璃的阿贝数 136
066 光学玻璃的分类 138
067 玻璃之外的光学材料① 天然或人造晶体 140
068 玻璃之外的光学材料② 光学塑料 142
069 透镜制作① 球面透镜的制作方法 144
070 透镜制作② 非球面透镜的制作方法 146
071 什么是像差 148
072 什么是球差 150
073 球差的矫正 152
074 彗差和像散 154
075 像场弯曲和畸变 156
076 位置色差和倍率色差 158
077 像的大小和亮度 160
078 F值和有效F值 162
079 数值孔径NA和透镜的分辨力 164
080 光阑和光瞳 166
081 光阑的位置和焦阑 168
082 焦深和景深 170
COLUMN 玻璃为什么是透明的 172
第5章 使用透镜的身边物品的原理
083 人眼的构造 174
084 眼睛的原理和功用 176
085 近视和远视 178
086 老花眼和散光 180
087 隐形眼镜的原理 182
088 放大镜原理 184
089 放大镜的放大率 186
090 光学显微镜的原理① 基本原理 188
091 光学显微镜的原理② 放大率和分辨力 190
092 望远镜的原理① 基本原理 192
093 望远镜的原理② 开普勒式望远镜的光路 194
094 望远镜的原理③ 荷兰式望远镜的光路 196
095 望远镜的原理④ 望远镜的放大率 198
096 望远镜的原理⑤ 为什么要对焦 200
097 照相机的原理① F值和快门速度 202
098 照相机的原理② 像角和焦距 204
099 照相机的原理③ 相机的像角和焦距 206
100 进化的透镜 流体透镜的原理 208
COLUMN 像反转系统——将倒立像变为正立像来观察 210
参考文献 211
在线试读
第1章 浅谈透镜
　　刚开始我们不谈复杂的话题，先简单确认一下透镜到底是什么样的东西，接着简单回顾一下我们人类利用透镜的历史。
　　001 透镜是巧妙利用光的折射而发明的工具
　　我们身边有许多利用透镜的工具，比如眼镜、放大镜、照相机、望远镜、显微镜等。此外，利用光技术的装置大多都使用透镜。例如CD、DVD等的驱动器、激光打印机和复印机等设备中透镜都是作为部件组装进去的。激光也被称为是“光技术的支柱”。
　　透镜是由玻璃或塑料等透明的物质制作而成的。透镜一般是圆形的，其单面或双面呈球面。球面外凸的叫凸透镜，球面内凹的叫凹透镜。凸透镜有聚光的作用，而凹透镜有散光的作用。
　　透镜的作用基于光的折射。比如装水的杯子里直的吸管看上去是弯折的，澡盆中手或指头看上去较短。像这样光从一种物质射入另一种不同物质时，在其界面具有改变传播方向的性质。这种现象叫光的折射。利用光的折射性质而自由自在地聚光或散光的工具就是透镜。
　　透镜的主要功用就是使光折射，从而聚光、散光和成像。放大镜之所以能将物体放大观察，还可以聚光，就是因为凸透镜可以使光折射，将光的前进方向向汇聚方向改变的缘故。反过来凹透镜具有使光发散的作用。根据使用目的的不同，改变透镜的大小及球面的形状，或将多片透镜组合起来，人们就可以主动地决定光的集聚方式、发散方式及像的放大率。透镜可以说是人类巧妙利用光的折射而发明的工具。
　　要点
　　中心部位凸出的透镜叫凸透镜，凹进去的透镜就叫凹透镜
　　透镜是利用光的折射现象聚光或散光的工具
　　图1 DVD驱动器的读写部位
　　图2 凸透镜和凹透镜
　　图3 看上去弯折的吸管
　　图4 聚光的葡萄酒杯
　　002 透镜的历史
　　清晨观察植物时，可以看到树叶上有许多水滴排列着附在叶尖。这样的水滴称为露珠。露珠和雨停后的水滴及大气中的水蒸气遇冷凝结出的霜不同，它是一种植物生理现象，是从叶子的水孔排出多余的水分而形成的水滴。临近细看一下露珠，会看到被放大了的叶子表面，或注意到其映照着倒立的景色。露珠，简直可以说是大自然造出的透镜。我们的祖先生于远古时代也应该发现了露珠，只是他们将这种现象当成是日常之事，自然地接受了吧。然而和光的折射有关的各种现象，无疑是人类创造出透镜这一器具的契机。
　　从古代的美索不达米亚、埃及、希腊等地的遗迹中，挖掘出了水晶球或玻璃球。但那些不是透镜，而是作为装饰品或宗教仪式的器具而使用的。*初记述水晶球和玻璃球还可以放大观察的是公元前1年前后古代罗马的哲学家塞内加（Lucius Annaeus Seneca）。其后，公元2世纪前后希腊的托勒密（Claudius Ptolemaeus，83年前后~168 年前后）记述了玻璃球的放大作用及光的折射。
　　11世纪前后，阿拉伯学者阿尔哈曾（注1）（Alhazen-Haitham，965~1039）详细地总结了人眼的构造及光的折射。13世纪前后，英国修道士罗杰·培根（Roger Bacon，1214~1294）推进了透镜的应用（注2），使凸透镜作为放大镜而被广泛使用。人年纪大了都会眼花，越来越看不清近处的东西。在*初的时候，特别是知识分子阶层的人们对放大镜有需求。15世纪前后，在意大利的威尼斯迎来了玻璃制造的全盛期。在意大利可以制造出老花镜和近视眼镜，并扩大到了世界各地。
　　要点
　　凸透镜作为放大镜的使用是透镜被广泛应用的契机
　　早期的放大镜是用水晶和绿柱石制成的高价贵重的物品
　　图1 植物制成的自然透镜
　　图2 正立像
　　图3 倒立像
　　003 将小物体放大观察的显微镜的历史
　　显微镜比望远镜一步，由荷兰的杨森父子于1590 年前后发明的，但是其发展要比望远镜缓慢。因为当时作为将物体放大观察的工具，有一片凸透镜制成的放大镜或许就足够了（注1）。
　　英国的罗伯特·胡克（Robert Hooke，1635~1703）使用2片透镜制成了放大率为数十倍的复式显微镜，对各种动植物进行了观察。他发现软木中有无数小房间，并给这些房间起名叫cella（注2）。他在1665年出版的《显微图集》一书中，登载了100多张动植物的绘图。同期，荷兰的安特尼·范·列文虎克（Antoni van Leeuwenhoek，1632~1723），使用一个玻璃球做透镜制成的单式显微镜对微生物进行了观察。他于1674年发现了微生物，于1676年发现了细菌。他的显微镜结构虽然很简单，但放大倍率达到了200倍以上。
　　由于光具有波动的性质，要用显微镜观察和光的波长同样大小物体，光线就会发散，物体看上去要模糊，这是发生了衍射的现象。德国的阿贝（Ernst Karl Abbe，1840~1905）和蔡司（Carl Friedrich Zeiss，1816~1888）仔细研究了衍射现象，成功地使光学显微镜的分辨率有了飞跃性的提高。然而只要是利用光来观察，可以确定光学显微镜的放大倍率*大到数千倍就是极限了。
　　1931年发明了电子显微镜，可以用来观察光学显微镜看不到的微观世界。电子显微镜的放大倍率可达10万倍以上，能看到病毒等。光学显微镜虽然达不到电子显微镜的倍率，但结构和操作很简单，目前仍然被广泛使用，其性能也在不断提高。
　　要点
　　具有一片透镜的为单式，具有数片透镜的为复式
　　光学显微镜的倍率一般为数十到数百倍，数千倍则为极限
内容介绍
在我们生活的世界中，各种各样的事物和现象，其中都必定包含着“科学”的成分。在这些成分中，有些是你所熟知的，有些是你未知的，有些是你还一知半解的。面对未知的世界，好奇的你是不是有很多疑惑、不解和期待呢？！“形形色色的科学”趣味科普丛书，把我们生活和身边方方面面的科学知识，活灵活现、生动有趣地展示给你，让你在畅快阅读中收获这些鲜活的科学知识！
　　对眼镜、照相机、复印机、激光打印机等仪器设备来说，透镜、镜子等光学器件绝对不可或缺！本书正是为那些对光学和透镜感兴趣的人们特别准备的。有趣的科学、实用又先进的技术、清新愉悦的阅读体验。欢迎到这座神奇的光影魔幻乐园畅游一番！

巨龙的低语：失落王国的探秘之旅 一个关于勇气、牺牲与被遗忘的古老文明的史诗级冒险。 在这片被时间遗忘的土地上，古老的魔法正以一种令人不安的方式苏醒。提尔斯，一位厌倦了平庸生活的年轻制图师，偶然发现了一卷绘有模糊星图的羊皮纸。这卷羊皮纸指向了传说中沉没于无尽迷雾之海的阿卡迪亚王国——一个据说掌握了操控元素力量秘法的失落之地。 提尔斯的平静生活戛然而止。他很快意识到，这份地图不仅是通往财富的钥匙，更是一个足以颠覆整个大陆权力格局的秘密。但他也并非唯一的追寻者。黑暗势力，以“影织者”自称的神秘教派，也嗅到了阿卡迪亚力量的气息，他们渴望利用这份古老的力量来重塑世界秩序，将其置于永恒的阴影之下。 主要角色群像： 提尔斯·风行者： 表面上是位严谨细致的地图绘制者，内心却燃烧着对未知世界的渴望。他的优势在于对地理和古代符号的深刻理解，但缺乏实战经验。 薇拉·铁砧： 一位来自北方冰原的流亡女战士，身负家族诅咒。她性格坚毅，剑术高超，擅长与野兽和极端环境搏斗。她加入提尔斯的队伍，是为了寻找解除诅咒的解药——传说中阿卡迪亚的核心圣物。 卡勒姆： 一位身份可疑的流浪学者，对古代符文和失落语言有惊人的洞察力。他总是在关键时刻出现，提供必要的知识，但其忠诚度始终是一个谜团。他似乎被一个无法摆脱的过去所困扰。 影织者首领——“寂静之喉”： 一个面容从未被揭示的强大术士，他精通精神控制和幻术，是提尔斯一行人最主要的威胁。 故事脉络： 第一部分：迷雾的开端 故事始于繁华的港口城市艾尔文，提尔斯在一次走私者的地下拍卖会上截获了那份星图。很快，影织者的人马开始围剿他。在薇拉的帮助下，提尔斯勉强逃脱，两人决定联合起来，因为地图上的某些标记，与薇拉家族世代相传的预言片段惊人地吻合。 他们的旅程首先要穿越被巨石与狂风肆虐的“回音山脉”。在这里，他们必须与世代居住在山脉深处的游牧部落建立联系，以获取穿越山脉内部迷宫般的冰川裂隙的引路人。提尔斯依靠他绘制的详细地形图，成功避免了雪崩的危险，赢得了游牧部落的信任。 第二部分：深入禁忌之地 线索将他们引向了大陆中央的“低语沼泽”。沼泽不仅是毒虫与恶臭的温床，更是阿卡迪亚王国对外设置的第一道魔法屏障。他们在这里遇到了卡勒姆。卡勒姆利用他破译出的一段古老祈祷文，暂时驱散了笼罩在沼泽上空的迷雾，短暂地暴露了通往地下世界的入口——一座由黑曜石建造的巨大尖碑。 进入尖碑内部，挑战从外部环境转向了智力与心灵的考验。这里充满了失落王国的防御机关：错综复杂的机械陷阱、需要按照特定的宇宙相位才能激活的能量枢纽，以及考验道德抉择的幻象之室。提尔斯展现了他超凡的空间逻辑能力，而薇拉则用她的决心和力量清除了物理障碍。 在探索深处，他们发现阿卡迪亚并非毁于战争，而是因为过度追求元素的平衡而导致自身崩溃的警告。阿卡迪亚的统治者曾试图将“光”与“暗”的力量完全合二为一，结果引发了一场自我毁灭的灾难。 第三部分：王国的核心与终极对决 在历经无数磨难后，提尔斯和薇拉终于抵达了阿卡迪亚王国的核心——一座悬浮在巨大地下空洞中的水晶城市。这里的建筑奇迹般地保存着，空气中弥漫着尚未消散的强大魔力。 然而，影织者也紧随其后。寂静之喉现身，他揭示了一个令人震惊的真相：他正是阿卡迪亚末代祭司的后裔，他追求的并非毁灭，而是通过吸收阿卡迪亚残留的核心能量，来“纠正”他认为的世界失衡——即他认为光芒力量的过度主导。 最终的对决发生在“星辰穹顶”之下。寂静之喉试图启动核心圣物，将其转化为一个吸收一切能量的黑洞。提尔斯意识到，阿卡迪亚的真正力量并非控制，而是“流动”与“共存”。他利用自己绘制的星图，找到了一处能量回溯的节点，引导薇拉用她的神圣之剑，将寂静之喉的力量导向一个安全的循环回路，而非直接摧毁。 卡勒姆在关键时刻牺牲了自己，用他所掌握的最后一点古代知识，稳固了回路的结构，避免了能量的失控。 尾声：传承与新生 阿卡迪亚的能量得以稳定，不再是毁灭的威胁，而成为了滋养大陆的新生力量源泉。提尔斯和薇拉带着对失落文明的深刻理解回到了地面。他们没有带走任何财富，而是带回了关于平衡与共存的智慧。 提尔斯不再仅仅是一个制图师，他成为了新时代探险者的导师，用他绘制的地图记录下的不仅仅是地理，更是历史的教训。薇拉也解除了家族的诅咒，成为了维护大陆平衡的守护者之一。而阿卡迪亚的遗迹，则被隐藏在新的迷雾之中，成为留给未来有德行的人才能发现的宝藏。 本书主题： 本书深入探讨了知识与权力的边界，强调了理解而非占有的重要性。它探讨了勇气如何在最不可能的人身上绽放，以及真正的平衡并非是消除对立面，而是学会与它们共舞。这是一部充满奇观、阴谋与深刻哲思的奇幻史诗。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计真的很有吸引力，以一种柔和的光影对比，勾勒出了一个充满奇幻色彩的乐园轮廓。我一眼就被吸引住了，仿佛能听到里面传来阵阵神秘的乐章。虽然我还没有翻开书页，但单凭这封面，我就已经开始想象其中会讲述怎样的故事了。它给我的感觉，是一种既温馨又带着一丝冒险的气息，让人迫不及待地想要探索其中蕴藏的秘密。我猜想，这“乐园”或许不仅仅是地理上的一个地方，更可能是一种心灵的体验，或者是一种意想不到的旅程。书名中的“光与影”也暗示了故事中可能会有深刻的对比和转折，也许是光明与黑暗的较量，又或是现实与虚幻的交织。我特别期待的是，它能否在带来奇幻冒险的同时，也触及到一些关于成长、关于自我发现的深刻主题。这本书的气质，让我联想到那些从小陪伴我的童话故事，它们总是在最意想不到的地方，点亮我心中的火花，让我相信世界上真的有奇迹存在。我希望这本《光与影的魔幻乐园》也能带给我这样的惊喜和感动，让我在阅读的过程中，能够暂时逃离现实的喧嚣，沉浸在一个纯粹而美好的想象世界里。

评分☆☆☆☆☆

从书名中“有趣的透镜”这个词组，我立刻被勾起了强烈的好奇心。透镜，在我印象中，总是与科学、与光学实验联系在一起，但“有趣”这个形容词，又为它增添了别样的色彩。这究竟会是一个怎样的“有趣”的透镜呢？它是否会改变我们观察世界的方式？是否会揭示出隐藏在我们眼前却不曾察觉的真相？我脑海中浮现出无数种可能性，或许这个透镜能让我们看到时间的流逝，或许它能让我们窥探到动物的内心世界，又或许它能让我们理解宇宙的奥秘。我特别喜欢那些能够巧妙地将科学原理融入到故事中的书籍，它们总能让我以一种全新的视角去理解那些看似枯燥的知识。我希望这本书能够做到这一点，用一种生动有趣的方式，向我展示透镜的神奇之处，并且将这种“有趣”贯穿于整个故事的叙述中，而不仅仅是作为一种元素的存在。这本书的题目，给我的感觉就像是一把钥匙，即将开启一扇通往未知世界的大门，而这扇门背后，一定充满了惊喜和令人着迷的发现。我期待着，在这本书的陪伴下，能够体验一次别开生面的视觉与思想的奇幻之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题，用“魔幻乐园”这样的词语，一下子就勾起了我童年时对奇幻世界的向往。我还记得小时候，常常会想象一个充满魔法、精灵和未知生物的国度，在那里，一切皆有可能，规则和现实都变得模糊。这不禁让我联想到那些曾经让我沉醉其中的奇幻小说，它们总能带我进入一个完全不同的时空，让我忘记烦恼，尽情地探索和冒险。我想象中的“乐园”，或许是五彩斑斓的，也许是飘渺虚幻的，更可能是充满了挑战和惊喜的。它可能隐藏在最意想不到的地方，等待着勇敢者的发现。书名中的“光与影”也暗示了，这个乐园并非一成不变，而是充满了变化和动态。或许，光明与黑暗在这里共存，而在这两者之间，隐藏着故事的精髓。我希望这本书能够给我带来那种纯粹的阅读乐趣，那种沉浸在想象世界中的愉悦感，让我在合上书本后，还能回味无穷。这不仅仅是一本书，更像是一个邀请，邀请我去体验一段非凡的旅程，去感受那些只存在于想象中的奇妙事物。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目，带给我一种非常积极和充满活力的感觉。 “光与影”的组合，暗示着一种动态的平衡，一种永恒的交织，仿佛整个故事都将在这种光影的流动中展开。而“魔幻乐园”，更是直接点燃了我对奇幻世界的无限遐想。我一直都很喜欢那些能够描绘出恢弘场景、塑造出鲜活角色的作品，它们能够让我完全投入其中，与角色一同经历喜怒哀乐。 我想象中的“乐园”，可能并非只有欢乐，也可能隐藏着危机和挑战，而主角们或许需要运用智慧和勇气，才能在这光与影交织的世界中找到属于自己的方向。 “有趣的透镜”这个词，又为这个乐园增添了一层神秘感，仿佛它拥有某种特殊的魔力，能够揭示出不为人知的秘密，或者连接不同的维度。 我希望这本书能够带来一场视觉与心灵的双重盛宴，让我在这段阅读旅程中，既能感受到魔法的魅力，也能体会到人性的光辉。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的期待，更多地来自于它所传达出的那种轻快而充满智慧的感觉。标题中的“有趣”二字，让我觉得这本书读起来一定不会枯燥乏味，反而会充满惊喜和乐趣。我喜欢那些能够引发思考，同时又不失趣味性的作品。我想象中的“透镜”，可能不仅仅是物理意义上的工具，它更可能是一种比喻，象征着某种能够帮助我们改变观察角度、看清事物本质的媒介。或许，这本书会通过一些引人入胜的故事，向我们展示如何用一种更“有趣”的方式去理解生活，去发现隐藏在平凡事物中的不平凡。我希望这本书能够让我带着轻松的心情去阅读，却在阅读过程中，收获到一些意想不到的启示。它或许能让我重新审视一些习以为常的观念，或许能让我对周围的世界产生新的认识。这本书就像是一扇窗户，透过它，我希望能够看到一个更加广阔、更加精彩的世界，一个充满着无限可能性的“魔幻乐园”。