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改变人类视野的望远镜大盘点

2016-04-24  璞璐蓓呗

  据英国《新科学家》杂志网站报道,1608年,荷兰的一位眼镜商偶然发现用两块镜片可以看清远处的景物,受此启发,他制造了人类历史上的第一架望远镜。经过近400年的的发展,望远镜的功能越来越强大,观测的距离也越来越远。从此望远镜不断的改变与增加我们的视野。以下为历史来十四大望远镜盘点:

  1、伽利略折射望远镜

  伽利略是第一个认识到望远镜将可能用于天文研究的人。虽然伽利略没有发明望远镜,但他改进了前人的设计方案,并逐步增强其放大功能。图中的情景发生于1609年8月,伽利略正在向当时的威尼斯统治者演示他的望远镜。伽利略制作了一架口径4.2厘米,长约1.2米的望远镜。他是用平凸透镜作为物镜,凹透镜作为目镜,这种光学系统称为伽利略式望远镜。伽利略用这架望远镜指向天空,得到了一系列的重要发现,天文学从此进入了望远镜时代。折射望远镜的优点是焦距长,底片比例尺大,对镜筒弯曲不敏感,最适合于做天体测量方面的工作。但是它总是有残余的色差,同时对紫外、红外波段的辐射吸收很厉害。

伽利略折射望远镜引入天文研究

  2、牛顿反射式望远镜

  牛顿反射式望远镜的原理并不是采用玻璃透镜使光线折射或弯曲,而是使用一个弯曲的镜面将光线反射到一个焦点之上。这种方法比使用透镜将物体放大的倍数要高数倍。牛顿经过多次磨制非球面的透镜均告失败后,决定采用球面反射镜作为主镜。他用2.5厘米直径的金属,磨制成一块凹面反射镜,并在主镜的焦点前面放置了一个与主镜成45度角的反射镜,使经主镜反射后的会聚光经反射镜以90度角反射出镜筒后到达目镜。这种系统称为牛顿式反射望远镜。它的球面镜虽然会产生一定的象差,但用反射镜代替折射镜却是一个巨大的成功。反射望远镜的主要优点是不存在色差,当物镜采用抛物面时,还可消去球差。图中显示的是牛顿首个反射式望远镜的复制品。

牛顿反射式望远镜

  3、赫歇尔望远镜

  18世纪晚期,德国音乐师和天文学家威廉-赫歇尔开始制造大型反射式望远镜。图中显示的是赫歇尔所制造的最大望远镜,镜面口径为1.2米。该望远镜非常笨重,需要四个人来操作。赫歇尔是制作反射式望远镜的大师,他早年为音乐师,因为爱好天文,从1773年开始磨制望远镜,一生中制作的望远镜达数百架。赫歇尔制作的望远镜是把物镜斜放在镜筒中,它使平行光经反射后汇聚于镜筒的一侧。在反射式望远镜发明后,反射材料一直是其发展的障碍:铸镜用的青铜易于腐蚀,不得不定期抛光,需要耗费大量财力和时间,而耐腐蚀性好的金属,比青铜密度高且十分昂贵。

赫歇尔望远镜

  4、耶基斯折射望远镜

  耶基斯折射望远镜座落于美国威斯康星州的耶基斯天文台,主透镜建成于1895年,是当时世界上最大望远镜。十九世纪末,随着制造技术的提高,制造较大口径的折射望远镜成为可能,随之就出现了一个制造大口径折射望远镜的高潮。世界上现有的8架70厘米以上的折射望远镜有7架是在1885年到1897年期间建成的,其中最有代表性的是1897年建成的口径102厘米的叶凯士望远镜和1886年建成的口径91厘米的里克望远镜。但折射望远镜后来在发展上受到限制,主要是因为从技术上无法铸造出大块完美无缺的玻璃做透镜,并且由于重力使大尺寸透镜的变形会非常明显,因而丧失明锐的焦点。

耶基斯折射望远镜

  5、威尔逊山天文台和2.5米胡克望远镜

  19世纪和20世纪初,随着玻璃制造技术的发展,以及透镜研磨和抛光技术日益成熟,人们开始建造越来越大型的望远镜。这些望远镜常常矗立在适宜天文观测的山顶上,那里空气更稀薄,天空更清澈。在美国,应用最早的天文台有加利福尼亚州圣荷西市的利克天文台,威斯康辛州威廉斯湾的叶凯士天文台。美国天文学家乔治·埃勒理·海耳建造了多台伟大的望远镜,其中就包括坐落于洛杉矶市外威尔逊山上的2.5米胡克望远镜。这台望远镜于1917年开始工作,天文学家埃德温·哈勃曾利用它收集到遥远星系光谱的红移,支持了宇宙膨胀的理论,从而推翻了当时普遍认为的宇宙不变的观点。

威尔逊山60英寸望远镜(左)与2.5米胡克望远镜(右)

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