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望远镜

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==发展历程==
1608年 [[ 荷兰 ]] 的眼镜匠利佩希在制造眼镜镜片时,把一块凸透镜和凹透镜合在一起往外看,远处的物体变近了,他偶然地造出了第一架望远镜,它的目镜为凹透镜。发明望远镜的消息迅速在 [[ 欧洲 ]] 传开。 [[ 伽利略 ]] 在1609年发明了世界上第一架能放大32倍的望远镜。 [[ 牛顿 ]] 经过多年的研究,于1668年完成了自己的设计,成功地制造了第一架反射望远镜,全长只有15厘米,口径为2.5厘米,而放大倍数和当时的2米长的折望远镜的诞生,标志着现代天文学的诞生。它拓展了人类的视野。
1924年, [[ 美国 ]] 天文学家 [[ 埃德温 ]] 。哈勃在加利福尼亚州的 [[ 威尔逊 ]] 天文台,将一架口径254厘米的望远镜指向 [[ 仙女座 ]] 星云。这片云状物立即在望远镜里分解成许多的恒星,使人类认识到,不仅 [[ 地球 ]] 不是 [[ 宇宙 ]] 的中心,太阳也不是 [[ 银河系 ]] 的中心,银河系是直径达10万光年,内有1000多亿颗恒星的大圆盘,这样的巨大星系在浩瀚的宇宙中也只是沧海一粟。地球在宇宙中的地位越来越低,而人类的视线和理性不断地突破新的疆域,投向更高更远的地方。从某种意义上讲,望远镜的发展也就是现代天文学的发展。射望远镜相同。1672年,牛顿又制造了第一架更大的反射望远镜,全长为1.2米,口径为2米。
<ref>[https://www.360kuai.com/pc/9ddd08be7297d1858?cota=3&kuai_so=1&sign=360_7bc3b157&refer_scene=so_55  望远镜的发明对人类意味着什么?它似乎带给人类无限的“眼界” ]快资讯网</ref>
我国的LAMOST光学望远镜,两块大镜面的子镜数达到24块和37块,光纤数达到4000根,光谱仪数量达到16台,它的建成打破了大视场望远镜不能兼有大口径的瓶颈,被国际上誉为“地面高效率的大口径望远镜”
==基本原理==
望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器,能把远物很小的张角按一定倍率放大,使之在像空间具有较大的张角,使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。所以,望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。它是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行射出的光学系统。根据望远镜原理一般分为三种。一种通过收集电磁波来观察遥远物体的电磁辐射的仪器,称之为射电望远镜,在日常生活中,望远镜主要指光学望远镜,但是在现代天文学中,天文望远镜包括了射电望远镜,红外望远镜,X射线和 [[ 伽马射线 ]] 望远镜。天文望远镜的概念又进一步地延伸到了引力波,宇宙射线和暗物质的领域。
日常生活中的光学望远镜又称"千里镜"。它主要包括业余天文望远镜,观剧望远镜和军用双筒望远镜。
历史
1611年, [[ 德国 ]] 天文学家开普勒用两片双凸透镜分别作为物镜和目镜,使放大倍数有了明显的提高,以后人们将这种光学系统称为开普勒式望远镜。现在人们用的折射式望远镜还是这两种形式,天文望远镜是采用开普勒式。
需要指出的是,由于当时的望远镜采用单个透镜作为物镜,存在严重的色差,为了获得好的观测效果,需要用曲率非常小的透镜,这势必会造成镜身的加长。所以在很长的一段时间内,天文学家一直在梦想制作更长的望远镜,许多尝试均以失败告终。
1757年, [[ 杜隆 ]] 通过研究 [[ 玻璃 ]] 和水的折射和色散,建立了消色差透镜的理论基础,并用冕牌玻璃和 [[ 火石 ]] 玻璃制造了消色差透镜。从此,消色差折射望远镜完全取代了长镜身望远镜。但是,由于技术方面的限制,很难铸造较大的火石玻璃,在消色差望远镜的初期,最多只能磨制出10厘米的透镜。
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。
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。而巨大的光学玻璃浇制也十分困难,到1897年叶凯士望远镜建成,折射望远镜的发展达到了顶点,此后的这一百年中再也没有更大的折射望远镜出现。这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。
===反射望远镜===
是用凹面反射镜作物镜的望远镜。可分为牛顿望远镜. [[ 卡塞格林 ]] 望远镜等几种类型。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。但为了减小其它像差的影响,可用视场较小。对制造反射镜的材料只要求膨胀系数较小、应力小和便于磨制。磨好的反射镜一般在表面镀一层铝膜,铝膜在2000-9000埃波段范围的反射率都大于80%,因而除光学波段外,反射望远镜还适于对近红外和近紫外波段进行研究。反射望远镜的相对口径可以做得较大,主焦点式反射望远镜的相对口径约为1/5-1/2.5,甚至更大,而且除牛顿望远镜外,镜筒的长度比系统的焦距要短得多,加上主镜只有一个表面需要加工,这就大大降低了造价和制造的困难,因此目前口径大于1.34米的光学望远镜全部是反射望远镜。一架较大口径的反射望远镜,通过变换不同的副镜,可获得主焦点系统(或牛顿系统)、卡塞格林系统和折轴系统。这样,一架望远镜便可获得几种不同的相对口径和视场。反射望远镜主要用于天体物理方面的工作。
历史
第一架反射式望远镜诞生于1668年。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45o角的反射镜,使经主镜反射后的会聚光经反射镜以90o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。
[[ 詹姆斯·格雷戈里 ]] 在1663年提出一种方案:利用一面主镜,一面副镜,它们均为凹面镜,副镜置于主镜的焦点之外,并在主镜的中央留有小孔,使光线经主镜和副镜两次反射后从小孔中射出,到达目镜。这种设计的目的是要同时消除球差和色差,这就需要一个抛物面的主镜和一个椭球面的副镜,这在理论上是正确的,但当时的制造水平却无法达到这种要求,所以格雷戈里无法得到对他有用的镜子。
1672年,法国人卡塞格林提出了反射式望远镜的第三种设计方案,结构与格雷戈里望远镜相似,不同的是副镜提前到主镜焦点之前,并为凸面镜,这就是现在最常用的卡赛格林式反射望远镜。这样使经副镜镜反射的光稍有些发散,降低了放大率,但是它消除了球差,这样制作望远镜还可以使焦距很短。
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的近200年中,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。1856年德国化学家 [[ 尤斯图斯·冯·利比希 ]] 研究出一种方法,能在玻璃上涂一薄层银,经轻轻的抛光后,可以高效率地反射光。这样,就使得制造更好、更大的反射式望远镜成为可能。
1918年末,口径为254厘米的胡克望远镜投入使用,这是由海尔主持建造的。天文学家用这架望远镜第一次揭示了银河系的真实大小和我们在其中所处的位置,更为重要的是,哈勃的宇宙膨胀理论就是用胡克望远镜观测的结果。
它在球面反射镜的球心位置处放置一施密特校正板。它是一个面是平面,另一个面是轻度变形的非球面,使光束的中心部分略有会聚,而外围部分略有发散,正好矫正球差和彗差。还有一种马克苏托夫望远镜
在球面反射镜前面加一个弯月型透镜,选择合适的弯月透镜的参数和位置,可以同时校正球差和彗差。及这两种望远镜的衍生型,如超施密特望远镜,贝克―努恩照相机等。在折反射望远镜中,由反射镜成像,折射镜用于校正像差。它的特点是相对口径很大(甚至可大于1),光力强,视场广阔,像质优良。适于巡天摄影和观测星云、 [[ 彗星 ]] [[ 流星 ]] 等天体。小型目视望远镜若采用折反射卡塞格林系统,镜筒可非常短小。
历史
===双子望远镜===
双子望远镜是以美国为主的一项国际设备(其中,美国占50%,英国占25%, [[ 加拿大 ]] 占15%, [[ 智利 ]] 占5%, [[ 阿根廷 ]] 占2.5%, [[ 巴西 ]] 占2.5%),由美国大学天文联盟(AURA)负责实施。它由两个8米望远镜组成,一个放在 [[ 北半球 ]] ,一个放在 [[ 南半球 ]] ,以进行全天系统观测。其主镜采用主动光学控制,副镜作倾斜镜快速改正,还将通过自适应光学系统使红外区接近衍射极限。
===太阳望远镜===
日冕是太阳周围一圈薄薄的、暗弱的外层大气,它的结构复杂,只有在 [[ 日全食 ]] 发生的短暂时间内,才能欣赏到,因为 天空的光总是从四面八方散射或漫射到望远镜内。
1930年第一架由法国天文学家李奥研制的日冕仪诞生了,这种仪器能够有效地遮掉太阳,散射光极小,因此可以在太阳光普照的任何日子里,成功地拍摄日冕照片。从此以后,世界观测日冕逐渐兴起。
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