光与影的魔幻乐园

出版时间：2011-8  出版社：科学  作者：桑嶋干  页数：210  译者：潘路军  
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前言

在我们身边，有许多利用光的产品，如照相机、望远镜、CD/DVD播放器、复印机、激光打印机等。透镜和反光镜等光学部件就是支撑这些光学仪器的关键器件。当今透镜是支撑先进技术的基础性工具，肩负着必须在新技术诞生之前先行进化的使命。因此，透镜是随着人类智慧的发展而不断进化的工具。大家拿到这本书，可能是因个人对透镜感兴趣而希望学习的，也可能是由于工作关系必须要了解透镜的。查找有关透镜的书，可以发现有许多专业书籍，而简单的入门书籍则很少见。利用光学的入门书籍也可以学到透镜的原理和功用，但它们毕竟不是以透镜为主题，学不到有关透镜的全面综合的知识。因此本书是考虑到对非透镜专业的人，即使自认为对物理知识不那么精通的人，作为一本能浅显易懂地学习从光学的基础知识到透镜的基础知识及其应用的入门书而执笔的。笔者曾在2005年得到写作『図解入門　よくわかる最新プラスチックの仕組みとはたらき』（秀和System）这一入门书籍的机会，这本书极力避免和透镜无关的光学知识以及有关透镜复杂应用例子的解说，取而代之的是想要更深入地挖掘和解释在透镜学习上所必需的知识。同时，由于本书是彩色版的，因此在作图顺序的说明上下了功夫。对于各位读者朋友而言，本书若能够起到打开透镜世界之门的作用，或者起到连接透镜专业书的桥梁作用的话，我将无比欣喜。最后，对给予本书的执笔机会，承担编辑工作的SOFTBANK Creative（软银创作）的中右文德先生及各位同仁致礼。

内容概要

　　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！

作者简介

作者：(日本)桑嶋幹 译者：潘路军潘路军，1988年毕业于西安交通大学；1994年赴日本留学，人大阪府立大学学习；2000年获工学博士学位并留校担任助理教授；2007年年底回国，受聘为大连理工大学教授、博士生导师，供职于物理与光电工程学院、近场光学及纳米技术研究所。多年来承担光学、纳米结构及其物理学等本科生和研究生课程的教学；在碳纳米材料的制备及其光电特性、光热特性以及机械特性的研究上取得了大量创新性成果，在国际杂志和国际会议上发表论文100余篇，申请和获得专利20余项。

书籍目录

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
　　002透镜的历史
　　003将小物体放大观察的显微镜的历史
　　004将远处的物体移近观察的望远镜的历史
　　005记录透镜所成像的照相机的历史
COLUMN透镜（lens）的词源
　第2章　光的行为举止
　　006光的直线传播和可逆性
　　007光的反射定律
　　008光在平面镜上的反射
　　009光的漫反射
　　010通过透明物体的光
　　011光在物质的界面弯曲光的折射
　　012光选择什么样的路径传播费马原理
　　013斯涅尔定律①
　　014斯涅尔定律②
　　015空气的扰动使光弯曲①阳炎和逃逸之水的原理
　　016空气的扰动使光弯曲②海市蜃楼和蒙气差的原理
　　017通过三棱镜得到的彩带光的色散
　　018天空中飘起光的彩带彩虹的形成原理
　　019彩虹为什么是圆弧形的
　　020光的本性是波还是粒子①光的衍射
　　021光的本性是波还是粒子②光的干涉
　　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
　　023光是纵波还是横波偏振①
　　024偏振眼镜和布儒斯特定律偏振②
　　025光是电磁波的成员
　　026光速是多少
　　027考虑到光的行为举止的几何光学和波动光学　　
COLUMN近场光——突破光的衍射极限的光
　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
　　029影子的形成方式
　　030针孔成像
　　031针孔照相机成像
　　032透镜的基本原理
　　033凸透镜和凹透镜的基本功能
　　034透镜的焦点和焦距
　　035透镜的主点和主平面
　　036薄球面透镜焦距的计算方法
　　037光通过透镜后的传播方式
　　038凸透镜成的实像
　　039从无穷远处传来的光通过凸透镜后在哪儿成像
　　040凸透镜成的虚像
　　041遮住半个凸透镜后实像和虚像如何变化
　　042物体位于焦点的位置上时实像和虚像如何变化
　　043凹透镜成的虚像
　　044透镜的成像公式和放大率①凸透镜成实像的情况
　　045透镜的成像公式和放大率②凸透镜成虚像的情况
　　046透镜的成像公式和放大率③凹透镜成虚像的情况
　　047透镜成像公式的总结
　　048计算透镜放大率的另一个方法
　　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
　　050透镜成像作图的技巧②以任意倾角射向凸透镜的光线
　　051透镜成像作图的技巧③光线通过凹透镜的情况
　　052通过两片透镜的光线
　　053凹面镜和凸面镜的原理
　　054由凹面镜和凸面镜反射的光线
　　055透镜的分类方法
　　056利用界面折射的透镜①球面透镜
　　057利用界面折射的透镜②非球面透镜
　　058利用界面折射的透镜③柱面透镜
　　059利用界面折射的透镜④环面透镜
　　060利用界面折射的透镜⑤菲涅尔透镜
　　061非利用界面折射的透镜①格林(GRIN)透镜（渐变
　　折射率透镜）
　　062非利用界面折射的透镜②衍射透镜　　
COLUMN光学超物质——具有负折射率的物质
　第4章　透镜的性能
　　063制作透镜的光学玻璃所需的特性
　　064光学玻璃的折射率
　　065光学玻璃的阿贝数
　　066光学玻璃的分类
　　067玻璃之外的光学材料①天然或人造晶体
　　068玻璃之外的光学材料②光学塑料
　　069透镜制作①球面透镜的制作方法
　　070透镜制作②非球面透镜的制作方法
　　071什么是像差
　　072什么是球差
　　073球差的矫正
　　074彗差和像散
　　075像场弯曲和畸变
　　076位置色差和倍率色差
　　077像的大小和亮度
　　078F值和有效F值
　　079数值孔径NA和透镜的分辨力
　　080光阑和光瞳
　　081光阑的位置和焦阑
　　082焦深和景深　　
COLUMN玻璃为什么是透明的
　第5章　使用透镜的身边物品的原理
　　083人眼的构造
　　084眼睛的原理和功用
　　085近视和远视
　　086老花眼和散光
　　087隐形眼镜的原理
　　088放大镜原理
　　089放大镜的放大率
　　090光学显微镜的原理①基本原理
　　091光学显微镜的原理②放大率和分辨力
　　092望远镜的原理①基本原理
　　093望远镜的原理②开普勒式望远镜的光路
　　094望远镜的原理③荷兰式望远镜的光路
　　095望远镜的原理④望远镜的放大率
　　096望远镜的原理⑤为什么要对焦
　　097照相机的原理①F值和快门速度
　　098照相机的原理②像角和焦距
　　099照相机的原理③数码相机的像角和焦距
　　100进化的透镜流体透镜的原理　　
COLUMN像反转系统——将倒立像变为正立像来观察参考文献

章节摘录

版权页：插图：所示，物体在离凸透镜有限远的地方时从物体一点发出的光各自以不同的倾斜度入射到凸透镜上，所成实像的像面位于后方焦点F的外侧。如一所示，物体在无穷远的情况下，从物体的一点射来的光作为平行光入射到透镜卜。从物体中心射出的光线（绿）作为和光轴平行的光入射到透镜，在后方焦点处汇集。从物体的上侧射来的光线（红）和下侧射来的光线（蓝），各自作为倾斜的平行光入射到凸透镜，在焦平面的一点汇聚。红、绿、蓝的光线经过焦平面后，再也汇集不到一点，因此在焦平面形成实像。这种情况下的实像也是倒立像。物体在无穷远处的情况下，仅画出从物体的一点射出的通过凸透镜主点的光线，就可以得到对应的像点。光线呈多大的斜率通过主点要取决于物体的大小。例如，太阳的视见大小换算成角度是0.5°如一所示，从太阳的上侧和下侧射来的光所成的角度是0.5°。即从太阳的上侧和下侧射来的光，各自以和光轴成0.25°的斜度入射到凸透镜上。即使物体在有限距离处，如果凸透镜的直径和物体到凸透镜间的距离相比足够小的话，从物体的一点射来的光也可以看成是平行光。在这种情况下，可以使用所示的作图方法。例如，在照相机或眼睛的光学系统中，进入透镜的光就可以看成是平行光。

编辑推荐

《光与影的魔幻乐园:有趣的透镜》将为大家讲述一个神奇的透镜的世界，读完《光与影的魔幻乐园:有趣的透镜》你一定会觉得，说它是个魔幻乐园一点不过！这是一个色彩斑斓、变幻莫测的光学世界。相机镜头是如何成像的？眼睛与眼镜有何机理？复印机、激光打印机包括什么光学器件？从多姿多彩的透镜到光学的尖端技术……透镜的神奇世界，欢迎充满好奇心的你！

用户评论 (总计16条)

•   绝对是一本科普类好书，又温故了一遍光学，尤其是透镜讲得很好，很实用。值得购买
•   这一套书都非常有趣，非常喜欢这种形式的数据
•   科普动漫化，内容翔实，也易懂
•   非常好的科普类图书，所涉及的学科种类非常广泛，对孩子的知识面扩展非常有用，但适合小学五、六年级 以上的孩子阅读。
•   详尽的解释，让人得益匪浅，推荐购买。
•   内容与介绍相符，帮助扩展学习思路，和解题方法。
•   很详细 可以作为课外拓展
•   书质量很好，儿子上初一，有点深
•   和孩子一起看，增加孩子的科学兴趣
•   总的来说过 书还是不错 适合初学者入门 讲解的还是很详细
•   不可多得的光学科普书，比教材精彩多了，讲透彻，知识面广。比如彩虹原理图形、镜头加工方法、显微镜望远镜光学原理。彩色印刷。太好了。极赞！
•   大略看了一遍，觉得还不错。相当于大学物理的水平。翻译上有些文字问题。
•   孩子比较喜欢的课外书。很好。买了好几本。
•   好的科普读物,能引起孩子的学习兴趣
•   还可以很基础的入门的。值得初级收藏
•   好书！浅显易懂，有趣，感谢亚马逊！