今日科学——人眼结构与太空实验室

1.人眼的结构

人眼的结构非常复杂，为了讨论问题简便，常把人眼简化为一个单球系统，其中主要部分是晶状体，它的曲率通过睫状肌来调节.正常视力的眼睛，当睫状肌完全松弛时，无穷远处的物体成像在视网膜上。为了观察较近的物体，睫状肌压缩晶状体，使它的曲率增大，焦距缩短，因而眼睛有调焦能力.眼睛睫状肌完全松弛和最紧张时所能清楚看到的点，分别称为调焦范围的远点和近点。一般人眼对25cm 处的物体看得清楚而又不感到疲劳，因而定义25cm为人眼的明视距离。患有近视眼的人，当睫状肌完全松弛时，无穷远处的物体成像在视网膜之前，它的远点在有限远的位置。矫正的方法是戴凹透镜的眼镜，凹透镜的作用是将无限远处的物体先成一虚像，在近视眼的远点处，然后由晶状体成像在视网膜上。患有远视眼的人，无穷远处的物体成像在视网膜之后，它的近点一般离眼较远。矫正的方法是戴凸透镜的眼镜。凸透镜的作用是将近点以内一定范围的物体先成一虚像在近点处，然后由晶状体成像在视网膜上物体在视网膜上成像的大小，正比于它对眼镜所张的角度- -视角，所以物体越近，它在视网膜上的像也就越大，越容易分辨它的细节。但是在到达明视距离后，再前移，视角虽增大，但眼睛看起来可能费力，甚至看不清。

2.太空实验室--哈勃太空望远镜

在地面上观测星空，接收到的电磁波信息会出现失真，距地球十分遥远的天体的信息甚至被湮灭。如果通过人造卫星超越大气层在太空中观测天体，就可获得它们更为完整准确的辐射信息，观测到距离更遥远、亮度更微弱的宇宙天体，并且不受地面杂光和天气等因素的影响，消除大气湍流带来的干扰以及地球复杂运动的影响，因此人类设法建立太空实验室，直接在太空中观测天体。

哈勃(Hubble)太空望远镜是1990年由“发现号”航天飞机送入太空的，哈勃太空望远镜由光学系统、科学仪器和支持系统三部分构成，光学系统为反射式望远镜，由主镜和副镜组成卡塞格林系统，主镜直径2.4m,副镜直径0.3m, 两者相距4.5m,采用焦平面成像方式工作。哈勃太空望远镜工作时，来自目标的光束首先经主镜反射到副镜上，随后由副镜反射到主镜的中心孔处，穿过中心孔到达主镜焦平面聚焦成像，再由科学仪器进行精密的处理，最后把观测数据通过数据中继卫星发回地面。

运作中发现，在装校主反射镜的过程中，由于疏忽，主反射镜与副反射镜主轴之间产生微小偏离，引起，严重的球面像差，为了修补这一耗资达几亿美元的已在运行中的太空望远镜的功能，1993年12月初，由航天飞船将哈勃太空望远镜抓住，而宇航员在太空中更换一块可以修正像差的副镜。经修复后的望远镜的成像质量有了显著的改进。于1990年发射之后，哈勃太空望远镜已经成为天文史上最重要的仪器.它成功弥补了地面观测的不足，帮助天文学家解决了许多天文学上的基本问题，使得人类对天文物理有更多的认识。此外，哈勃太空望远镜的超深空视场则是天文学家目前能获得的最深入也是最敏锐的太空光学影像。

2019年5月，哈勃太空望远镜科学家公布了最新的宇宙照片-“哈勃遗产场”(HLF),这是迄今最完整、最全面的宇宙图谱，由哈勃太空望远镜在16年间拍摄的7500张星空照片拼接而成，包含约265000个星系，其中有些已至少133 亿岁“高龄”，对其进行研究有助于科学家深入了解更早的宇宙历史。