Ⅰ 望遠鏡的應用及發展史是什麼
應用:觀賞遠處的風景、看星星月亮、軍事戰爭、天空觀測等等。
發展史:1609年,義大利科內學家伽利略容首先將望遠鏡應用於天空。後面經過了四百多年時間的發展和改良。到最後的發明了哈勃望遠鏡,為探測太空提高了很大的便利。
Ⅱ 望遠鏡的歷史
望遠鏡 [wàng yuǎn jìng]
望遠鏡是一種利用透鏡或反射鏡以及其他光學器件觀回測遙遠物體的光學儀器。答利用通過透鏡的光線折射或光線被凹鏡反射使之進入小孔並會聚成像,再經過一個放大目鏡而被看到。又稱「千里鏡」。
望遠鏡的第一個作用是放大遠處物體的張角,使人眼能看清角距更小的細節。望遠鏡第二個作用是把物鏡收集到的比瞳孔直徑(最大8毫米)粗得多的光束,送入人眼,使觀測者能看到原來看不到的暗弱物體。1608年,荷蘭的一位眼鏡商漢斯·利伯希偶然發現用兩塊鏡片可以看清遠處的景物,受此啟發,他製造了人類歷史上的第一架望遠鏡。1609年義大利佛羅倫薩人伽利略·伽利雷發明了40倍雙鏡望遠鏡,這是第一部投入科學應用的實用望遠鏡。
經過400多年的發展,望遠鏡的功能越來越強大,觀測的距離也越來越遠。
Ⅲ 望遠鏡是什麼時候發明的
我們知道哥倫布發現抄新大陸的首次航行始於1492年8月3日。又按照科學史教科書上的標准說法,直到1608年某個荷蘭眼睛商才在無意中發明瞭望遠鏡這種玩具,1609年伽利略聽說了荷蘭人的發明,親手製作瞭望遠鏡並用來觀測天空。所以從科學史常識來判斷,15世紀末的哥倫布不可能攜帶一架17世紀初才被發明的望遠鏡去航行。
Ⅳ 我們看世界,不能被亂花迷眼,也不能被浮雲遮眼,而是要端起歷史規律的望遠鏡去細心觀望」的理解
我們看世界要從歷史發展規律中總結,不能被紛紛擾擾的個體事件所迷惑
Ⅳ 天文望遠鏡的歷史意義是什麼
在望遠鏡發明之前,人們只能用肉眼或依靠簡單的工具進行天文觀測,因而觀測視野受到很大的限制。1609年,義大利科學家伽利略用自製的可以放大30倍的望遠鏡,第一次看到了月球上奇特的環形山,發現了木星的4顆大衛星,觀察到了太陽黑子、金星的盈虧變化以及銀河中密布的點點繁星等過去從未見到過的奇妙現象。從此,專門用於天文觀測的望遠鏡就很快發展起來。
像普通望遠鏡一樣,天文望遠鏡能把遠處的景物拉到觀測者的眼前。天文望遠鏡比一般望遠鏡不僅要大得多,而且也精良得多。現代的天文(光學)望遠鏡折反射望遠鏡
品種很多,根據設計原理,大致可以分為三大類:
第一類是折射望遠鏡。這種望遠鏡是使用最早的望遠鏡。它的前端是以一個或一組凸透鏡作為物鏡,後面是一個目鏡。光線從前面進來,從後端出去。這種單遠鏡焦距較長,最適宜於天體測量工作。第一架天文望遠鏡——伽利略望遠鏡就是折射式望遠鏡。現在世界上最大的折射望遠鏡,是美國葉凱士天文台的口徑為102厘米的望遠鏡。
第二類是反射望遠鏡。由於早期的折射單遠鏡有許多缺陷,看到的景物往往變形,並且在景物周圍總有一圈五彩繽紛的色暈,影響觀測精度,為了克服這些缺陷,牛頓發明了反射式望遠鏡。這種望遠鏡利用反射原理,用凹面鏡作為物鏡,把來自天體的光線反射、聚集起來,不僅成像質量較高,而且還有鏡筒較短、工藝製作較易等優點。因此,現代大型天文望遠鏡大多屬這種類型。目前世界上最大的天文望遠鏡,要數高加索山上那台口徑6米和美國帕洛瑪山天文台的口徑5?08米的反射望遠鏡了。後者的鏡頭玻璃就有20噸重,利用它可以窺見21等的暗星。
第三類是折反射望遠鏡,它是由德國光學家施密特設計出來的。這種望遠鏡綜合了前兩類望遠鏡的優點,視野寬,光力強,像差小,因而最適合用來研究月球、行星、彗星、星雲等有視面的天體。
1990年4月24日,美國太空梭「發現」號從卡納維拉爾角順利升空,25日把目前世界上最復雜的太空望遠鏡送入離地球610千米高的圓形軌道(1967年10月10日美國曾發射了繞太陽運轉的空間觀察站)。這架太空望遠鏡是由美國國家航空航天局和歐洲空間局聯合研製的一台大型太空天文望遠鏡,原來計劃於80年代中期升空服役,後來因為1986年1月28日「挑戰」號太空梭爆炸而推遲。
這架太空望遠鏡以美國天文學家埃德溫·皮·哈勃的名字命名,以紀念他在星系天文學、宇宙結構和膨脹理論方面創造性的工作和傑出貢獻。
「哈勃」太空望遠鏡
哈勃太空望遠鏡是有史以來最大、最先進的天基天文望遠鏡(一般天文望遠鏡多設在陸地天文台,以陸地為基地,稱為地基天文望遠鏡),其外形呈圓柱狀,長13米,直徑4?5米,總重量為12噸,兩側各有一塊長12米的大面積太陽能電池板。從遠處看去,哈勃太空望遠鏡猶如一隻滯留太空的巨大天鷹。哈勃太空望遠鏡主要由光學望遠鏡裝置、保障系統和科學儀器三部分組成。
光學望遠鏡裝置是太空望遠鏡的心臟,主要包括直徑2?4米的主反射鏡,直徑0?3米的副反射鏡和支撐結構,主反射鏡和副反射鏡的精密度是決定太空望遠鏡性能的重要部件。
光由艙門進入太空望遠鏡後,首先射到主反射鏡,再反射到相距4?5米處的副反射鏡;而後,副反射鏡又把光從主反射鏡中心的一個孔中反射到科研儀器上記錄成像。
保障系統是哈勃太空望遠鏡的主要設備,包括有信息傳輸、溫度監控、位置調解和電力供應等部分。信息傳輸通過鏡上的無線電系統和地球同步通信衛星完成。位置調解由鏡上的精密制導感測器感受望遠鏡的俯仰和偏航信息,送給位置控制裝置實現,能保證望遠鏡的位置穩定在0?007弧秒內,使其方向飄移不超過0?007弧秒,以保障科學儀器的觀測工作。望遠鏡兩側有大面積矩形太陽能電池板,它把太陽能直接轉變成電能,供望遠鏡使用。科學儀器是哈勃太空望遠鏡一系列新成果的創造者,主要有五個。其中暗弱天體攝影機、暗弱天體分光攝譜儀、高解析度分光攝譜儀以及高速光度計四個儀器,其尺寸有一個電話間那樣大。均被安置在望遠鏡後部主反射鏡後面,在副反射鏡聚焦面附近,接收從副反射鏡反射來的光。第五個是廣角行星攝影機,它被安置在望遠鏡後部的圓周壁上。它們共同使用一個光學反射鏡系統。
暗弱天體攝影機是望遠鏡中最重要的科學儀器,顧名思義,它可以捕捉到一些不清晰、光線暗淡而微弱的遙遠天體,並把觀測到的情況記錄下來。它通過攝影機的光學轉換器把像素點放大,提高其解析度。轉換器先把像素的探測器視場角縮小,再用圖像增強儀探測出來,後經放大送到終端熒光屏,形成一個相應的亮點;再用電影攝影機把熒屏上的掃描光點記錄下來,並儲存在電子計算機里,最後構成圖像。
暗弱天體分光攝譜儀主要用來測量暗弱天體的化學成分。它通過特殊的光柵和濾光片,可以製成光譜底片。
分析這些光譜底片,不僅可得到光源的化學成分數據,還能獲得光源的溫度、運動情況以及物理特性等信息。
高解析度分光攝譜儀用於測量星際和星體周圍的紫外線輻射,以便研究爆炸星系的物理組成、星際中的氣體雲和星體物質的逸散等問題。
高速光度計是太空望遠鏡中最簡單的科學儀器。它可以測量從天體發來的極亮的光;還可以廣泛進行顯微水平的精密測量;能通過測量接收到目標天體發來的光的總和,而得出目標天體的距離。這個光度計將在精確測量銀河系及其他附近星系方面發揮更大作用。
廣角行星攝影機是由裝在一個儀器箱中的兩個獨立攝像機所組成,主要用於對行星進行觀測。由於其視野廣闊,所以能觀測到更大的宇宙空間,並能提供更精美的星體圖像,所得到的行星圖像,如同近距攝得的一樣清晰。由哈勃望遠鏡拍攝的太空哈勃太空望遠鏡的結構設備,絕大部分由以美國洛克希德導彈與航天公司為首的多家廠商、大學和科研單位承包製造,而歐洲航天局承包了太陽能電池板和暗弱天體攝影機的研製工作。這架望遠鏡耗資15億美元,每年的維護費2億美元,可以在太空工作15年。
由哈勃太空望遠鏡拍攝的太空
哈勃太空望遠鏡實質上就是一顆大型天文衛星,猶如一座空間天文台。由於它在地球大氣層外的宇宙中工作,從而消除了地面天文觀測的障礙;避開了大氣層對天體光譜的吸收和大氣層湍流對天體觀測的影響。這樣的環境優勢,使得哈勃太空望遠鏡的性能大大地提高了。
在美國哥達德太空中心,科學家們檢測了哈勃望遠鏡敏感的探測力,它的能力等於從華盛頓觀察到1?6萬千米外的悉尼的一隻螢火蟲。哈勃太空望遠鏡能夠探測出比地面望遠鏡可測光微弱數十倍的光線,相當於在地球上看清月球上2節手電筒的閃光。它的清晰度比目前地面望遠鏡高10倍。
美國宇航局的愛德華·韋勒說,一個地面望遠鏡能看清一顆10億光年的恆星,而哈勃太空望遠鏡能看到100億光年的恆星,可讓科學家們看清宇宙間還未成熟的恆星,因為它們的年齡也在100億到200億年之間。更令人吃驚的發現是,由於這個望遠鏡能看到從億萬千米遠天體上發光時的情況,因此它能讓科學家們知道光在到達地球前是什麼樣子。例如光從太陽到地球約需8分鍾,有了哈勃太空望遠鏡,科學家們就會知道光剛從太陽發射的情況。
科學家認為,這是自400年前伽利略用自製的望遠鏡觀察天體以來,天文學上又一令人驚奇的望遠裝置,它將揭開人類探索宇宙的新篇章,使人類認識一系列鮮為人知的奧秘。科學家希望它將幫助回答宇宙的形成和演變,地球以外是否有智慧生物等一系列科學難題。
為了確保太空望遠鏡在空間正常而有效地工作,必須有地面和空中的多方配合。為此而組成了包括太空梭、太空望遠鏡、跟蹤和數據中繼衛星以及地球站在內的大系統,所有這些方面缺一不可。
太空梭是太空望遠鏡的唯一運載工具,它主要承擔望遠鏡的發射入軌、在軌更換儀器設備與檢修以及回收等任務。跟蹤和數據中繼衛星是位居地球靜止軌道的通信衛星,由美國的「挑戰」號太空梭發射入軌,它在太空望遠鏡系統中承擔著信息的中轉傳輸任務,即把望遠鏡觀測得到的數據轉發給地面,並把地球站對望遠鏡的跟蹤和遙控信息轉發給太空望遠鏡。太空望遠鏡系統所需的兩顆跟蹤和數據中繼衛星已由美國的太空梭於20世紀80年代中、後期發射入軌,分別定位在西經41度和170度赤道上空。這兩顆衛星與一個地球測控站組網,能使哈勃太空望遠鏡在其運行的85%時間與地面保持聯系。
美國宇航局哥達德太空飛行中心內的太空望遠鏡操作控制中心,控制著哈勃太空望遠鏡環繞地球運行、觀測准備和探索宇宙的具體工作。首先要打開望遠鏡的太陽能電池板,以便為鏡上各系統正常工作提供必要的能源。倘若太陽能電池遙控展開失敗,則可由太空梭上的宇航員去用手動搖桿將其打開;如果望遠鏡由於某種原因不能使用,還可把它重新放回太空梭貨艙,帶回地面檢修。如果望遠鏡的各部分工作正常,整個太空望遠鏡系統就可開始聯網運轉,太空望遠鏡可將其觀測到的大量信息,源源不斷地通過一個跟蹤和數據中繼衛星適時傳輸給地球站。
5月20日,哈勃太空望遠鏡首次睜開它的電子眼觀察宇宙,拍攝了具有歷史意義的第一張太空照片。
在當天的格林尼治時間15時12分,哈勃太空望遠鏡運行到新幾內亞查亞普拉上空時,廣角行星攝像機啟動1秒鍾,拍攝了首張黑白照片。隨後攝像機快門再次啟動,曝光30秒,拍攝了第二張照片;第一張照片拍攝的是銀河系中的NG3532星團,它距離地球約1260光年,是一個很難區別的星群;第二張拍攝的是太陽,這兩張照片先是存儲在磁帶上,兩個多小時後轉發到地面。
哈勃太空望遠鏡的第一批圖像經過計算機處理,比原來預料的清晰度高2~3倍;雖然顯示有幾十個太陽的第二張照片,圖像稍微拉長了,但在沒有完成望遠鏡光學系統調焦的情況下,得到這樣的照片,其質量比原來預料的還要好。
哈勃太空望遠鏡的軌運行周期為97分鍾,即每隔97分鍾繞地球運行一圈,一天之內日出日沒達15次,進出地球陰影區15次。
知識點
地球靜止軌道
地球靜止軌道又叫地球靜止同步軌道、地球同步轉移軌道,是指衛星或人造衛星垂直於地球赤道上方的正圓形地球同步軌道。由於在這個軌道上進行地球環繞運動的衛星或人造衛星始終位於地球表面的同一位置,所以地表上的觀察者在任意時刻始終可以在天空的同一個位置觀察到它們,並會發現它們在天空中靜止不動。
Ⅵ 中國望遠鏡的發展歷史
大天區多目標光來纖光譜望自遠鏡 這是我國正在興建中的一架有效通光口徑為4米、焦距為20米、視場達20平方度的中星儀式的反射施密特望遠鏡。它的技術特色是: 1. 把主動光學技術應用在反射施密特系統,在跟蹤天體運動中作實時球差改正,實現大口徑和大視場兼備的功能。 2. 球面主鏡和反射鏡均採用拼接技術。 3. 多目標光纖(可達4000根,一般望遠鏡只有600根)的光譜技術將是一個重要突破。 LAMOST把普測的星系極限星等推到20.5m,比SDSS計劃高2等左右,實現107個星系的光譜普測,把觀測目標的數量提高1個量級。
記得採納啊
Ⅶ 望遠鏡在古代叫什麼
還是望遠鏡。望遠鏡起源於西方
用以觀察遠距離物體的光學儀器,由透鏡、凹面鏡、棱鏡等構成。 清 納蘭性德 《淥水亭雜識》卷二:「西人雲望遠鏡窺金星亦有弦望。」 郭小川 《廈門風姿》詩之三:「望遠鏡整日在海上搜索,雷達時時在空中尋覓。」
望遠鏡歷史
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從第一架光學望遠鏡到射電望遠鏡誕生的三百多年中,光學望遠鏡一直是天文觀測最重要的工具,下面就對光學望遠鏡的發展作一個簡單的介紹。
折射式望遠鏡
1608年,荷蘭眼鏡商人李波爾賽偶然發現用兩塊鏡片可以看清遠處的景物,受此啟發,他製造了人類歷史第一架望遠鏡。
1609年,伽利略製作了一架口徑4.2厘米,長約1.2米的望遠鏡。他是用平凸透鏡作為物鏡,凹透鏡作為目鏡,這種光學系統稱為伽利略式望遠鏡。伽利略用這架望遠鏡指向天空,得到了一系列的重要發現,天文學從此進入瞭望遠鏡時代。
1611年,德國天文學家開普勒用兩片雙凸透鏡分別作為物鏡和目鏡,使放大倍數有了明顯的提高,以後人們將這種光學系統稱為開普勒式望遠鏡。現在人們用的折射式望遠鏡還是這兩種形式,天文望遠鏡是採用開普勒式。
需要指出的是,由於當時的望遠鏡採用單個透鏡作為物鏡,存在嚴重的色差,為了獲得好的觀測效果,需要用曲率非常小的透鏡,這勢必會造成鏡身的加長。所以在很長的一段時間內,天文學家一直在夢想製作更長的望遠鏡,許多嘗試均以失敗告終。
1757年,杜隆通過研究玻璃和水的折射和色散,建立了消色差透鏡的理論基礎,並用冕牌玻璃和火石玻璃製造了消色差透鏡。從此,消色差折射望遠鏡完全取代了長鏡身望遠鏡。但是,由於技術方面的限制,很難鑄造較大的火石玻璃,在消色差望遠鏡的初期,最多隻能磨製出10厘米的透鏡。
十九世紀末,隨著製造技術的提高,製造較大口徑的折射望遠鏡成為可能,隨之就出現了一個製造大口徑折射望遠鏡的高潮。世界上現有的8架70厘米以上的折射望遠鏡有7架是在1885年到1897年期間建成的,其中最有代表性的是1897年建成的口徑102厘米的葉凱士望遠鏡和1886年建成的口徑91厘米的里克望遠鏡。
折射望遠鏡的優點是焦距長,底片比例尺大,對鏡筒彎曲不敏感,最適合於做天體測量方面的工作。但是它總是有殘余的色差,同時對紫外、紅外波段的輻射吸收很厲害。而巨大的光學玻璃澆制也十分困難,到1897年葉凱士望遠鏡建成,折射望遠鏡的發展達到了頂點,此後的這一百年中再也沒有更大的折射望遠鏡出現。這主要是因為從技術上無法鑄造出大塊完美無缺的玻璃做透鏡,並且,由於重力使大尺寸透鏡的變形會非常明顯,因而喪失明銳的焦點。
反射式望遠鏡:
第一架反射式望遠鏡誕生於1668年。牛頓經過多次磨製非球面的透鏡均告失敗後,決定採用球面反射鏡作為主鏡。他用2.5厘米直徑的金屬,磨製成一塊凹面反射鏡,並在主鏡的焦點前面放置了一個與主鏡成45o角的反射鏡,使經主鏡反射後的會聚光經反射鏡以90o角反射出鏡筒後到達目鏡。這種系統稱為牛頓式反射望遠鏡。它的球面鏡雖然會產生一定的象差,但用反射鏡代替折射鏡卻是一個巨大的成功。
詹姆斯·格雷戈里在1663年提出一種方案:利用一面主鏡,一面副鏡,它們均為凹面鏡,副鏡置於主鏡的焦點之外,並在主鏡的中央留有小孔,使光線經主鏡和副鏡兩次反射後從小孔中射出,到達目鏡。這種設計的目的是要同時消除球差和色差,這就需要一個拋物面的主鏡和一個橢球面的副鏡,這在理論上是正確的,但當時的製造水平卻無法達到這種要求,所以格雷戈里無法得到對他有用的鏡子。
1672年,法國人卡塞格林提出了反射式望遠鏡的第三種設計方案,結構與格雷戈里望遠鏡相似,不同的是副鏡提前到主鏡焦點之前,並為凸面鏡,這就是現在最常用的卡賽格林式反射望遠鏡。這樣使經副鏡鏡反射的光稍有些發散,降低了放大率,但是它消除了球差,這樣製作望遠鏡還可以使焦距很短。
卡塞格林式望遠鏡的主鏡和副鏡可以有多種不同的形式,光學性能也有所差異。由於卡塞格林式望遠鏡焦距長而鏡身短,放大倍率也大,所得圖象清晰;既有卡塞格林焦點,可用來研究小視場內的天體,又可配置牛頓焦點,用以拍攝大面積的天體。因此,卡塞格林式望遠鏡得到了非常廣泛的應用。
赫歇爾是製作反射式望遠鏡的大師,他早年為音樂師,因為愛好天文,從1773年開始磨製望遠鏡,一生中製作的望遠鏡達數百架。赫歇爾製作的望遠鏡是把物鏡斜放在鏡筒中,它使平行光經反射後匯聚於鏡筒的一側。
在反射式望遠鏡發明後的近200年中,反射材料一直是其發展的障礙:鑄鏡用的青銅易於腐蝕,不得不定期拋光,需要耗費大量財力和時間,而耐腐蝕性好的金屬,比青銅密度高且十分昂貴。1856年德國化學家尤斯圖斯·馮·利比希研究出一種方法,能在玻璃上塗一薄層銀,經輕輕的拋光後,可以高效率地反射光。這樣,就使得製造更好、更大的反射式望遠鏡成為可能。
1918年末,口徑為254厘米的胡克望遠鏡投入使用,這是由海爾主持建造的。天文學家用這架望遠鏡第一次揭示了銀河系的真實大小和我們在其中所處的位置,更為重要的是,哈勃的宇宙膨脹理論就是用胡克望遠鏡觀測的結果。
二十世紀二、三十年代,胡克望遠鏡的成功激發了天文學家建造更大反射式望遠鏡的熱情。1948年,美國建造了口徑為508厘米望遠鏡,為了紀念卓越的望遠鏡製造大師海爾,將它命名為海爾望遠鏡。從設計到製造完成海爾望遠鏡經歷了二十多年,盡管它比胡克望遠鏡看得更遠,分辨能力更強,但它並沒有使人類對宇宙的有更新的認識。正如阿西摩夫所說:"海爾望遠鏡(1948年)就象半個世紀以前的葉凱士望遠鏡(1897年)一樣,似乎預兆著一種特定類型的望遠鏡已經快發展到它的盡頭了"。在1976 年前蘇聯建造了一架600厘米的望遠鏡,但它發揮的作用還不如海爾望遠鏡,這也印證了阿西摩夫所說的話。
反射式望遠鏡有許多優點,比如:沒有色差,能在廣泛的可見光范圍內記錄天體發出的信息,且相對於折射望遠鏡比較容易製作。但由於它也存在固有的不足:如口徑越大,視場越小,物鏡需要定期鍍膜等。
折反射式望遠鏡:
折反射式望遠鏡最早出現於1814年。1931年,德國光學家施密特用一塊別具一格的接近於平行板的非球面薄透鏡作為改正鏡,與球面反射鏡配合,製成了可以消除球差和軸外象差的施密特式折反射望遠鏡,這種望遠鏡光力強、視場大、象差小,適合於拍攝大面積的天區照片,尤其是對暗弱星雲的拍照效果非常突出。施密特望遠鏡已經成了天文觀測的重要工具。
1940年馬克蘇托夫用一個彎月形狀透鏡作為改正透鏡,製造出另一種類型的折反射望遠鏡,它的兩個表面是兩個曲率不同的球面,相差不大,但曲率和厚度都很大。它的所有表面均為球面,比施密特式望遠鏡的改正板容易磨製,鏡筒也比較短,但視場比施密特式望遠鏡小,對玻璃的要求也高一些。
由於折反射式望遠鏡能兼顧折射和反射兩種望遠鏡的優點,非常適合業余的天文觀測和天文攝影,並且得到了廣大天文愛好者的喜愛。
Ⅷ 望遠鏡的發展歷史
17世紀初的一天,荷蘭小鎮的一家眼鏡店的主人利伯希(Hans Lippershey),為檢查磨製出來的透鏡質量,把一塊凸透鏡和一塊凹鏡排成一條線,通過透鏡看過去,發現遠處的教堂塔尖好象變大拉近了,於是在無意中發現瞭望遠鏡的秘密。1608年他為自己製作的望遠鏡申請專利,並遵從當局的要求,造了一個雙筒望遠鏡。據說小鎮好幾十個眼鏡匠都聲稱發明瞭望遠鏡,不過一般都認為利伯希是望遠鏡的發明者。
望遠鏡發明的消息很快在歐洲各國流傳開了,義大利科學家伽利略得知這個消息之後,就自製了一個。第一架望遠鏡只能把物體放大3倍。一個月之後,他製作的第二架望遠鏡可以放大8倍,第三架望遠鏡可以放大到20倍。1609年10月他作出了能放大30倍的望遠鏡。伽里略用自製的望遠鏡觀察夜空,第一次發現了月球表面高低不平,覆蓋著山脈並有火山口的裂痕。此後又發現了木星的4個衛星、太陽的黑子運動,並作出了太陽在轉動的結論。幾乎同時,德國的天文學家開普勒也開始研究望遠鏡,他在《屈光學》里提出了另一種天文望遠鏡,這種望遠鏡由兩個凸透鏡組成,與伽利略的望遠鏡不同,比伽利略望遠鏡視野寬闊。但開普勒沒有製造他所介紹的望遠鏡。沙伊納於1613年—1617年間首次製作出了這種望遠鏡,他還遵照開普勒的建議製造了有第三個凸透鏡的望遠鏡,把二個凸透鏡做的望遠鏡的倒像變成了正像。沙伊納做了8台望遠鏡,一台一台地雲觀察太陽,無論哪一台都能看到相同形狀的太陽黑子。因此,他打消了不少人認為黑子可能是透鏡上的塵埃引起的錯覺,證明了黑子確實是觀察到的真實存在。在觀察太陽時沙伊納裝上特殊遮光玻璃,伽利略則沒有加此保護裝置,結果傷了眼睛,最後幾乎失明。荷蘭的惠更斯為了減少折射望遠鏡的色差在1665年做了一台筒長近6米的望遠鏡,來探查土星的光環,後來又做了一台將近41米長的望遠鏡。
使用透鏡作物鏡的望遠鏡稱為折射望遠鏡,即使加長鏡筒,精密加工透鏡,也不能消除色象差,牛頓曾認為折射望遠鏡的色差是不可救葯,後來證明過分悲觀的。1668年他發明了反射式望遠鏡,斛決了色差的問題。第一台反望遠鏡非常小,望遠鏡內的反射鏡口徑只有2.5厘米,但是已經能清楚地看到木星的衛星、金星的盈虧等(見附圖1)。
1672年牛頓做了一台更大的反射望遠鏡,送給了英國皇家學會,至今還俁存在皇家學會的圖書館里。1733年英國人哈爾製成第一台消色差折射望遠鏡。1758年倫敦的寶蘭德也製成同樣的望遠鏡,他採用了折射率不同的玻璃分別製造凸透鏡和凹透鏡,把各自形成的有色邊緣相互抵消。但是要製造很大透鏡不容易,目前世界上最大的一台折射式望遠鏡直徑為102厘米,安裝在雅弟斯天文台。1793年英國赫瑟爾(William Herschel),製做了反射式望遠鏡,反射鏡直徑為130厘米,用銅錫合金製成,重達1噸。1845年英國的帕森(William Parsons)製造的反射望遠鏡,反射鏡直徑為1.82米。1917年,胡克望遠鏡(Hooker Telescope)在美國加利福尼亞的威爾遜山天文台建成。它的主反射鏡口徑為100英寸。正是使用這座望遠鏡,哈勃(Edwin Hubble)發現了宇宙正在膨脹的驚人事實。1930年,德國人施密特(Bernhard Schmidt)將折射望遠鏡和反射望遠鏡的優點(折射望遠鏡像差小但有色差而且尺寸越大越昂貴,反射望遠鏡沒有色差、造價低廉且反射鏡可以造得很大,但存在像差)結合起來,製成了第一台折反射望遠鏡。
戰後反射式望遠鏡在天文觀測中發展很快,1950年在帕洛瑪山上安裝了一台直徑5.08米的海爾(Hale)反射式望遠鏡。1969年在前蘇聯高加索北部的帕斯土霍夫山上安裝了直徑6米的反射鏡。1990年,NASA將哈勃太空望遠鏡送入軌道,然而,由於鏡面故障,直到1993年宇航員完成太空修復並更換了透鏡後,哈勃望遠鏡才開始全面發揮作用。由於可以不受地球大氣的干擾,哈勃望遠鏡的圖像清晰度是地球上同類望遠鏡拍下圖像的10倍。1993年,美國在夏威夷莫納克亞山上建成了口徑10米的「凱克望遠鏡」,其鏡面由36塊1.8米的反射鏡拼合而成。2001設在智利的歐洲南方天文台研製完成了「超大望遠鏡」(VLT),它由4架口徑8米的望遠鏡組成,其聚光能力與一架16米的反射望遠鏡相當。現在,一批正在籌建中的望遠鏡又開始對莫納克亞山上的白色巨人兄弟發起了沖擊。這些新的競爭參與者包括30米口徑的「加利福尼亞極大望遠鏡」(California Extremely Large Telescope,簡稱CELT),20米口徑的大麥哲倫望遠鏡(Giant Magellan Telescope,簡稱GMT)和100米口徑的絕大望遠鏡(Overwhelming Large Telescope,簡稱OWL)。它們的倡議者指出,這些新的望遠鏡不僅可以提供像質遠勝於哈勃望遠鏡照片的太空圖片,而且能收集到更多的光,對100億年前星系形成時初態恆星和宇宙氣體的情況有更多的了解,並看清楚遙遠恆星周圍的行星。
天文望遠鏡是觀測天體的重要手段,可以毫不誇大地說,沒有望遠鏡的誕生和發展,就沒有現代天文學。隨著望遠鏡在各方面性能的改進和提高,天文學也正經歷著巨大的飛躍,迅速推進著人類對宇宙的認識。
從第一架光學望遠鏡到射電望遠鏡誕生的三百多年中,光學望遠鏡一直是天文觀測最重要的工具,下面就對光學望遠鏡的發展作一個簡單的介紹。
折射式望遠鏡
1608年,荷蘭眼鏡商人李波爾賽偶然發現用兩塊鏡片可以看清遠處的景物,受此啟發,他製造了人類歷史第一架望遠鏡。
1609年,伽利略製作了一架口徑4.2厘米,長約1.2米的望遠鏡。他是用平凸透鏡作為物鏡,凹透鏡作為目鏡,這種光學系統稱為伽利略式望遠鏡。伽利略用這架望遠鏡指向天空,得到了一系列的重要發現,天文學從此進入瞭望遠鏡時代。
1611年,德國天文學家開普勒用兩片雙凸透鏡分別作為物鏡和目鏡,使放大倍數有了明顯的提高,以後人們將這種光學系統稱為開普勒式望遠鏡。現在人們用的折射式望遠鏡還是這兩種形式,天文望遠鏡是採用開普勒式。
需要指出的是,由於當時的望遠鏡採用單個透鏡作為物鏡,存在嚴重的色差,為了獲得好的觀測效果,需要用曲率非常小的透鏡,這勢必會造成鏡身的加長。所以在很長的一段時間內,天文學家一直在夢想製作更長的望遠鏡,許多嘗試均以失敗告終。
1757年,杜隆通過研究玻璃和水的折射和色散,建立了消色差透鏡的理論基礎,並用冕牌玻璃和火石玻璃製造了消色差透鏡。從此,消色差折射望遠鏡完全取代了長鏡身望遠鏡。但是,由於技術方面的限制,很難鑄造較大的火石玻璃,在消色差望遠鏡的初期,最多隻能磨製出10厘米的透鏡。
十九世紀末,隨著製造技術的提高,製造較大口徑的折射望遠鏡成為可能,隨之就出現了一個製造大口徑折射望遠鏡的高潮。世界上現有的8架70厘米以上的折射望遠鏡有7架是在1885年到1897年期間建成的,其中最有代表性的是1897年建成的口徑102厘米的葉凱士望遠鏡和1886年建成的口徑91厘米的里克望遠鏡。
折射望遠鏡的優點是焦距長,底片比例尺大,對鏡筒彎曲不敏感,最適合於做天體測量方面的工作。但是它總是有殘余的色差,同時對紫外、紅外波段的輻射吸收很厲害。而巨大的光學玻璃澆制也十分困難,到1897年葉凱士望遠鏡建成,折射望遠鏡的發展達到了頂點,此後的這一百年中再也沒有更大的折射望遠鏡出現。這主要是因為從技術上無法鑄造出大塊完美無缺的玻璃做透鏡,並且,由於重力使大尺寸透鏡的變形會非常明顯,因而喪失明銳的焦點。
反射式望遠鏡:
第一架反射式望遠鏡誕生於1668年。牛頓經過多次磨製非球面的透鏡均告失敗後,決定採用球面反射鏡作為主鏡。他用2.5厘米直徑的金屬,磨製成一塊凹面反射鏡,並在主鏡的焦點前面放置了一個與主鏡成45o角的反射鏡,使經主鏡反射後的會聚光經反射鏡以90o角反射出鏡筒後到達目鏡。這種系統稱為牛頓式反射望遠鏡。它的球面鏡雖然會產生一定的象差,但用反射鏡代替折射鏡卻是一個巨大的成功。
詹姆斯·格雷戈里在1663年提出一種方案:利用一面主鏡,一面副鏡,它們均為凹面鏡,副鏡置於主鏡的焦點之外,並在主鏡的中央留有小孔,使光線經主鏡和副鏡兩次反射後從小孔中射出,到達目鏡。這種設計的目的是要同時消除球差和色差,這就需要一個拋物面的主鏡和一個橢球面的副鏡,這在理論上是正確的,但當時的製造水平卻無法達到這種要求,所以格雷戈里無法得到對他有用的鏡子。
1672年,法國人卡塞格林提出了反射式望遠鏡的第三種設計方案,結構與格雷戈里望遠鏡相似,不同的是副鏡提前到主鏡焦點之前,並為凸面鏡,這就是現在最常用的卡賽格林式反射望遠鏡。這樣使經副鏡鏡反射的光稍有些發散,降低了放大率,但是它消除了球差,這樣製作望遠鏡還可以使焦距很短。
卡塞格林式望遠鏡的主鏡和副鏡可以有多種不同的形式,光學性能也有所差異。由於卡塞格林式望遠鏡焦距長而鏡身短,放大倍率也大,所得圖象清晰;既有卡塞格林焦點,可用來研究小視場內的天體,又可配置牛頓焦點,用以拍攝大面積的天體。因此,卡塞格林式望遠鏡得到了非常廣泛的應用。
赫歇爾是製作反射式望遠鏡的大師,他早年為音樂師,因為愛好天文,從1773年開始磨製望遠鏡,一生中製作的望遠鏡達數百架。赫歇爾製作的望遠鏡是把物鏡斜放在鏡筒中,它使平行光經反射後匯聚於鏡筒的一側。
在反射式望遠鏡發明後的近200年中,反射材料一直是其發展的障礙:鑄鏡用的青銅易於腐蝕,不得不定期拋光,需要耗費大量財力和時間,而耐腐蝕性好的金屬,比青銅密度高且十分昂貴。1856年德國化學家尤斯圖斯·馮·利比希研究出一種方法,能在玻璃上塗一薄層銀,經輕輕的拋光後,可以高效率地反射光。這樣,就使得製造更好、更大的反射式望遠鏡成為可能。
1918年末,口徑為254厘米的胡克望遠鏡投入使用,這是由海爾主持建造的。天文學家用這架望遠鏡第一次揭示了銀河系的真實大小和我們在其中所處的位置,更為重要的是,哈勃的宇宙膨脹理論就是用胡克望遠鏡觀測的結果。
二十世紀二、三十年代,胡克望遠鏡的成功激發了天文學家建造更大反射式望遠鏡的熱情。1948年,美國建造了口徑為508厘米望遠鏡,為了紀念卓越的望遠鏡製造大師海爾,將它命名為海爾望遠鏡。從設計到製造完成海爾望遠鏡經歷了二十多年,盡管它比胡克望遠鏡看得更遠,分辨能力更強,但它並沒有使人類對宇宙的有更新的認識。正如阿西摩夫所說:"海爾望遠鏡(1948年)就象半個世紀以前的葉凱士望遠鏡(1897年)一樣,似乎預兆著一種特定類型的望遠鏡已經快發展到它的盡頭了"。在1976 年前蘇聯建造了一架600厘米的望遠鏡,但它發揮的作用還不如海爾望遠鏡,這也印證了阿西摩夫所說的話。
反射式望遠鏡有許多優點,比如:沒有色差,能在廣泛的可見光范圍內記錄天體發出的信息,且相對於折射望遠鏡比較容易製作。但由於它也存在固有的不足:如口徑越大,視場越小,物鏡需要定期鍍膜等。
折反射式望遠鏡:
折反射式望遠鏡最早出現於1814年。1931年,德國光學家施密特用一塊別具一格的接近於平行板的非球面薄透鏡作為改正鏡,與球面反射鏡配合,製成了可以消除球差和軸外象差的施密特式折反射望遠鏡,這種望遠鏡光力強、視場大、象差小,適合於拍攝大面積的天區照片,尤其是對暗弱星雲的拍照效果非常突出。施密特望遠鏡已經成了天文觀測的重要工具。
1940年馬克蘇托夫用一個彎月形狀透鏡作為改正透鏡,製造出另一種類型的折反射望遠鏡,它的兩個表面是兩個曲率不同的球面,相差不大,但曲率和厚度都很大。它的所有表面均為球面,比施密特式望遠鏡的改正板容易磨製,鏡筒也比較短,但視場比施密特式望遠鏡小,對玻璃的要求也高一些。
由於折反射式望遠鏡能兼顧折射和反射兩種望遠鏡的優點,非常適合業余的天文觀測和天文攝影,並且得到了廣大天文愛好者的喜愛。
Ⅸ 人類歷史上第一次空間望遠鏡是什麼望遠鏡
可以認為人類歷史上第一次使用空間望遠鏡是「烏呼魯」天文衛星,它可以看作一台X射線望遠鏡。
Ⅹ 望遠鏡的發展史
天文望遠鏡是觀測天體的重要手段,可以毫不誇大地說,沒有望遠鏡的誕生和發展,就沒有現代天文學。隨著望遠鏡在各方面性能的改進和提高,天文學也正經歷著巨大的飛躍,迅速推進著人類對宇宙的認識。 從第一架光學望遠鏡到射電望遠鏡誕生的三百多年中,光學望遠鏡一直是天文觀測最重要的工具,下面就對光學望遠鏡的發展作一個簡單的介紹。 折射式望遠鏡 1608年,荷蘭眼鏡商人李波爾賽偶然發現用兩塊鏡片可以看清遠處的景物,受此啟發,他製造了人類歷史第一架望遠鏡。 1609年,伽利略製作了一架口徑4.2厘米,長約1.2米的望遠鏡。他是用平凸透鏡作為物鏡,凹透鏡作為目鏡,這種光學系統稱為伽利略式望遠鏡。伽利略用這架望遠鏡指向天空,得到了一系列的重要發現,天文學從此進入瞭望遠鏡時代。 1611年,德國天文學家開普勒用兩片雙凸透鏡分別作為物鏡和目鏡,使放大倍數有了明顯的提高,以後人們將這種光學系統稱為開普勒式望遠鏡。現在人們用的折射式望遠鏡還是這兩種形式,天文望遠鏡是採用開普勒式。 需要指出的是,由於當時的望遠鏡採用單個透鏡作為物鏡,存在嚴重的色差,為了獲得好的觀測效果,需要用曲率非常小的透鏡,這勢必會造成鏡身的加長。所以在很長的一段時間內,天文學家一直在夢想製作更長的望遠鏡,許多嘗試均以失敗告終。 1757年,杜隆通過研究玻璃和水的折射和色散,建立了消色差透鏡的理論基礎,並用冕牌玻璃和火石玻璃製造了消色差透鏡。從此,消色差折射望遠鏡完全取代了長鏡身望遠鏡。但是,由於技術方面的限制,很難鑄造較大的火石玻璃,在消色差望遠鏡的初期,最多隻能磨製出10厘米的透鏡。 十九世紀末,隨著製造技術的提高,製造較大口徑的折射望遠鏡成為可能,隨之就出現了一個製造大口徑折射望遠鏡的高潮。世界上現有的8架70厘米以上的折射望遠鏡有7架是在1885年到1897年期間建成的,其中最有代表性的是1897年建成的口徑102厘米的葉凱士望遠鏡和1886年建成的口徑91厘米的里克望遠鏡。 折射望遠鏡的優點是焦距長,底片比例尺大,對鏡筒彎曲不敏感,最適合於做天體測量方面的工作。但是它總是有殘余的色差,同時對紫外、紅外波段的輻射吸收很厲害。而巨大的光學玻璃澆制也十分困難,到1897年葉凱士望遠鏡建成,折射望遠鏡的發展達到了頂點,此後的這一百年中再也沒有更大的折射望遠鏡出現。這主要是因為從技術上無法鑄造出大塊完美無缺的玻璃做透鏡,並且,由於重力使大尺寸透鏡的變形會非常明顯,因而喪失明銳的焦點。