400年來,
望遠鏡經(jīng)歷了巨大變革,口徑從幾厘米擴大到10米。
>vQ8~*xd RGEgYOO 1609年,伽利略第一次把他自制的望遠鏡指向了天空,看到了一個從未謀面的宇宙。盡管他的折射望遠鏡視野小,
光學系統(tǒng)存在畸變,但是它還是第一次把表面不平坦的月亮呈現(xiàn)在伽利略眼前。
D[/h7Ha 42$ pvw< 自1609年之后的400年來,許多天文觀測者通過他們改進的望遠鏡打開了一扇又一扇宇宙未知之門。400年的風風雨雨,見證了望遠鏡從不太完美到幾近完美的成長,也記錄了無數(shù)天文觀測者為追求更加完美的望遠鏡而走過的艱辛歷程。
.ni<' M`V<` 反射望遠鏡初露頭角
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K 早期的望遠鏡——折射望遠鏡——使用玻璃磨制的
透鏡收集和會聚光線。但是,它存在一個致命的光學缺陷——色差。因為不同顏色的光線通過玻璃時的折射率略有不同,所以,它們無法精確地會聚到同一點上,形成色差,使得像的邊緣帶上顏色,而像本身也會變得模糊。
R*0]*\C z $,u>, 為了解決這個問題,早期的天文學家舍棄了折射望遠鏡,轉向研制反射望遠鏡。偉大的科學家牛頓曾經(jīng)認為,人們不可能制造出消除色差的透鏡。于是,他于1668年改用鏡青銅——一種銅錫合金——磨制反射鏡,制造反射望遠鏡。這架反射望遠鏡使用一塊球面反射鏡作為主鏡,一塊平面反射鏡作為副鏡,口徑約為3.3厘米,能把天體放大約40倍。
p{|!LcSU$2 ]QC9y:3 盡管是牛頓制造出了第一架反射望遠鏡,但他并不是第一個提出設想的人。早在1663年,蘇格蘭數(shù)學家和天文學家格雷戈里就想到使用兩塊反射鏡制造望遠鏡。他的設想是使用一塊凹的拋物面反射鏡作為主鏡,一塊凹的橢球面反射鏡作為副鏡。很可惜,在17世紀60年代,沒有人能夠把反射鏡磨成除球面以外的其他曲面,因此格雷戈里的設想無法付諸實踐。
&?g!)O sg` 1672年,法國一位中學科學課教師卡塞格林提出了一種新的反射望遠鏡的設計方案,主鏡像格雷戈里設想的一樣,使用凹的拋物面,副鏡則是凸的雙曲面。但是,像格雷戈里一樣,因為技術上的限制,很多年以后,卡塞格林的設計才擺脫了紙上談兵的困境。
V#X#rDfJZ ,="hI:*< 牛頓式的早期的反射望遠鏡雖然消除了色差,但是還存在原先的折射望遠鏡所具有的另一種光學缺陷——球差。這些望遠鏡因為使用球面反射鏡,所以靠近反射鏡中心的光線與靠近反射鏡邊緣的光線被反射到不同的焦點上。除非能把反射鏡磨制成其他曲面,不然球差這個問題將一直困擾著反射望遠鏡,使得它暫時位居折射望遠鏡之下。
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