【天文望遠鏡的起源 天文望遠鏡是誰發(fā)明的】天文望遠鏡是誰發(fā)明的(天文望遠鏡的起源)
天文望遠鏡的起源

圖為西班牙加那利大型望遠鏡 。
關(guān)于望遠鏡的記載,最早出現(xiàn)在1608年荷蘭眼鏡制造商向政府提交的專利報告中 。
1609年,在聽到有關(guān)望遠鏡這個新發(fā)明的消息后,天文學家伽利略馬上將望遠鏡應(yīng)用到了天文觀測上 。
當伽利略透過望遠鏡瞄向天空中的星體時,他看到了前所未見的景象:月球上存在環(huán)形山,木星周圍有4顆衛(wèi)星……
自此,天文學觀測進入一個新階段,天文學家不再只依靠肉眼來洞察宇宙的奧秘了 。
人眼瞳孔的直徑只有6毫米,能通過瞳孔進入人眼的光有限 。望遠鏡鏡片的口徑大于人的瞳孔,能將更大面積的光線收集起來,從而讓天文學家看清更暗弱的天體和天體上更豐富的細節(jié) 。
天文望遠鏡的性能取決于諸多指標,觀測效果也和觀測環(huán)境有很大關(guān)系 。但望遠鏡的口徑,始終是一項重要指標 。這也是天文望遠鏡發(fā)展過程中,人們一直致力于提高的一項指標 。伽利略使用的天文望遠鏡口徑只有4.2厘米 。目前已投入使用的單臺口徑最大的光學望遠鏡,是西班牙的加那利大型望遠鏡,口徑已達10.4米 。
伽利略使用的望遠鏡和我們常見的望遠鏡構(gòu)造類似:光線在透過鏡筒一端的主鏡片后,通過鏡筒另一端的目鏡進入人眼 。這種望遠鏡被稱為折射式望遠鏡,結(jié)構(gòu)簡單、制作方便 。
隨著望遠鏡口徑的不斷增大,折射式望遠鏡的缺點也顯現(xiàn)出來:鏡片中心會在重力或溫度變化的作用下變形,影響成像質(zhì)量 。不同顏色的光線在穿過鏡片后會發(fā)生色散現(xiàn)象,難以準確聚焦于一點,使觀測到的圖像出現(xiàn)色差 。光在透過鏡片時,紫外波段的信號會被嚴重吸收,無法準確觀察到 。
因此,在19世紀末,人們停止了增大折射式天文望遠鏡口徑的嘗試 。1897年,美國葉凱士天文臺建成口徑為1.02米的折射式望遠鏡,直到今天依然是折射式望遠鏡家族中口徑最大的一個 。
1666年,物理學先驅(qū)牛頓通過色散現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)我們?nèi)粘K姷陌坠?,實際是由不同波長和顏色的光組成的 。牛頓隨即意識到,折射式望遠鏡會不可避免地出現(xiàn)色差,并通過實驗證明了自己的想法 。
為了克服這一問題,牛頓設(shè)計了一種全新的望遠鏡:它將一片呈球面狀的鏡片置于鏡筒底部,可反射光線 。進入鏡筒的光經(jīng)過球面鏡反射后,聚焦在鏡筒前部的一點 。牛頓通過另一塊平面反射鏡,將光線導入鏡筒一側(cè),供觀測者觀看 。擁有這一原理的望遠鏡被稱為反射式望遠鏡,有效解決了折射式望遠鏡的色散問題 。
之后,天文學家又在反射式望遠鏡基礎(chǔ)上,對其鏡片形狀與光路結(jié)構(gòu)進行了改進,發(fā)展了卡塞格林系統(tǒng)、R-C系統(tǒng)、折軸系統(tǒng)等反射式望遠鏡系統(tǒng),進一步提高了反射式望遠鏡的性能,使用者可根據(jù)不同觀測需要進行選擇 。反射式望遠鏡鏡片能較好地被望遠鏡機械結(jié)構(gòu)支撐,在一定程度上解決了鏡片變形問題 。
當然,本文所指的望遠鏡均為光學望遠鏡,也是應(yīng)用最廣泛和人們最熟悉的望遠鏡 。對于其他天文望遠鏡,我們會在今后的內(nèi)容中加以介紹
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