【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實(shí)還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計(jì)算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。?

第四章光學(xué)儀器

【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳；電荷的單位靜庫（1庫倫=3×10?靜庫）；電勢的單位靜伏等于300伏特。另外這套老教材中力的單位常用公斤、克等，但如今是不允許的，力是不能使用質(zhì)量單位的。】?

§4·1照相機(jī)

【01】利用球面鏡、透鏡成象的不同情況，可以制成各種類型的光學(xué)儀器，用來幫助眼晴觀察或測量。不同性質(zhì)和類型的光學(xué)儀器，在一定的程度上把人的眼睛“武裝”起來，大大的增強(qiáng)了人們的觀察能力。所以光學(xué)儀器不僅在日常生活中很常見，在生產(chǎn)建設(shè)、國防和科學(xué)研究中也應(yīng)用得極其廣泛，在這一章里，我們將要討論幾種常見的光學(xué)儀器的構(gòu)造、原理和應(yīng)用。

【02】照相機(jī)是研究物理現(xiàn)象時(shí)一項(xiàng)很重要的工具，例如在研究天文現(xiàn)象、光現(xiàn)象、原子核的變化的時(shí)候，就常常要用到它，一張照片往往是事實(shí)最好的見證，它能夠把一些瞬息即逝、肉眼一下子很難看得仔細(xì)的現(xiàn)象攝取下來并長期保存著，供人們從容反復(fù)地研究。

【03】照相機(jī)是利用凸透鏡成縮小實(shí)象的原理制成的。它屬于 u > 2f，f < w < 2f，K < 1 的情況。照相機(jī)一般是由鏡頭、光圈、快門、暗箱等幾個主要部分組成的。圖4·1是一種照相機(jī)的外形圖。

(1)鏡頭

【04】最簡單的鏡頭就是一個凸透鏡，一般照相機(jī)的鏡頭是由一組透鏡組合而成的（圖4·2）。它的作用相當(dāng)于一個凸透鏡，它的第一片透鏡的位置是能夠調(diào)節(jié)的，從而可以改變整個透鏡組的焦距 f，使得在不同的距離下攝影，景物的實(shí)象都能清晰地成在底片上。

(2)光圈

【05】光圈是在鏡頭后面（或者是在鏡頭的透鏡之間）的一個孔，它是由十多片弧形的金屬薄片制成的。孔的大小可以放大和縮小，用來調(diào)節(jié)進(jìn)入鏡頭的光線的多少。圖4·3表示幾種不同大小的光圈，f??，f? 等是表示光圈大小的數(shù)字。

(3)快門

【06】快門是控制光線進(jìn)入鏡頭時(shí)間長短的機(jī)械裝置。圖4·4是一種合頁式的快門，快門從開啟到合攏的過程如圖中所示，在這一段時(shí)間內(nèi)，光線就進(jìn)入了鏡頭。它和光圈一起來控制進(jìn)入鏡頭的光線的多少，在攝影的時(shí)候，快門開啟的時(shí)間和光圈的大小要很好地配合起來。

(4)暗箱

【07】暗箱就是照相機(jī)的機(jī)身部分。有的暗箱長度（從鏡頭到感光片之間的距離）是可以調(diào)節(jié)的，有的暗箱長度是固定的。圖4·1所示的小型照相機(jī)暗箱的長度就是固定的。在暗箱里展開的感光片對著鏡頭置放著，在快門沒有開啟以前，感光片上受不到光的照射。

【08】攝影的時(shí)候，先把鏡頭對著要拍攝的景物，調(diào)節(jié)暗箱長度，（如果暗箱是固定的，就調(diào)節(jié)鏡頭第一片透鏡的位置）使得景物的象能夠清晰地成在感光片的位置上，這個過程叫做對光，如圖4·5所示。有的照相機(jī)暗箱后面有一塊毛玻璃，放在相當(dāng)于感光片的位置上，如果景物的象能夠清晰地成在毛玻璃上，也就一定能夠清晰地成在感光片上，有的照相機(jī)利用反光鏡把毛玻璃改裝到鏡箱的上方，調(diào)節(jié)鏡頭和感光片的距離，當(dāng)使毛玻璃上出現(xiàn)清晰的象的時(shí)候，就算對光對好了；對光以后，就可以撳動快門，使感光片曝光（或稱露光），物體的象就成在感光片上了。感光片上涂有感光藥劑，受到光的作用以后就起了化學(xué)變化，物體的象就留在感光片上。一般說來，物體各部分對于光的反射的情況是不相同的，所以從物體各部分射來的光線的強(qiáng)弱也各不相同，感光片上各部分起的化學(xué)變化程度也不相同；感光片上感光的程度必須適宜，拍出來的照片才會清楚，效果才好?？刂聘泄獾某潭纫话闶遣捎眠@樣兩種方法：(1)改變光圈的大??；(2)改變曝光的時(shí)間。光強(qiáng)的時(shí)候，可縮小光圈，或縮短曝光時(shí)間，這樣，進(jìn)入鏡頭的光線就不會太多；光弱的時(shí)候，可放大光圈，或延長曝光時(shí)間。實(shí)際上，光圈的大小和曝光時(shí)間的長短是可以相互調(diào)劑的，只有把光圈的大小和曝光時(shí)間配合好，才能使底片上的感光程度適宜【一般在室外天氣晴朗的時(shí)候，可以用光圈 11、曝光時(shí)間 1/25 秒或 1/50 秒。有一種快鏡，它的光圈孔徑比較大，因而它的曝光時(shí)間可以極短，這種快鏡可以用來拍攝正在運(yùn)動著的物體的形象】。

【09】拍攝完畢以后，要在暗室里把已經(jīng)曝光的感光片取出來，依次在顯影液和定影液里浸過，這時(shí)候感光片上就顯示出跟所拍攝的物體明暗相反的圖象來，這就是底片。再把底片覆蓋在涂有感光劑的照相紙上，使它曝光，隨后把已經(jīng)感光的照相紙依次放在顯影液和定影液里浸一定的時(shí)間，就得到明暗程度跟底片相反、而跟實(shí)物相同的正片，這就是相片（如圖4·6所示）。