望远镜

来源:网络 发表时间:2018-06-25 14:14

    使发明家入狱的望远镜
    望远镜的发明在科学发展史上同样具有极为重大的意义,它揭开了近代科学的序幕。
    经过漫长的中世纪,到了16世纪,由于哥白尼等惹?拇葱戮?瘢?囟?档日感碌慕??蒲У??恕5囟?凳沟萌死喙?ニ?械拇丛焖嘉?⒓壑倒勰钜约翱蒲Х椒ǖ榷嘉??恍隆?br>    然而,要证明地动说,就必须仔细地观测天体的运动和天体的情况。望远镜的重要性就在这里。
    望远镜的发明也是从仍然的机会中获得的。据说17世纪初荷兰米德尔堡市有一个人常常把两个透镜放在一起眺望远方,这能使很远的东西看起来很近。可是他并不是科学家,也从来没有想过这是怎么一回事、其中有什么道理。但他的行为却促使伽利略为望远镜的发明作出了具有划时代意义的贡献。
    1608年,伽利略对于地动说还只有一点模糊的认识,因此他决心更多地了解天体的情况。当枷利略从朋友的来信中得知了荷兰人的故事后,立刻集中精力研究起光学透镜来。他找来两根直径不同的空管子,将它们套在一起,然后在套管的一头嵌进一个凸透镜,另一头嵌进一个凹透镜。就这样,一个简易望远镜制成了,它最初只能放大3倍。经过了几个月的改进,第二年,伽利略制成了可放大32倍的望远镜。这就是所谓伽利略式望远镜,是一台折射望远镜。
    伽利略马上用这个望远镜去观测天体。他用这个划时代的天文仪器观测到一些令人惊奇的现象:夺目的太阳上竟然有黑子;月亮上有的地方平原千里,有的地方却高山耸峙;木星有四个小卫星围绕它旋转,而且它们的位置是经常变化的,就像月亮围绕地球旋转一样。后来,伽利略还发现了金星的相,从而证明金星是绕太阳运行的,银河系是由许多的恒星组成的。于是伽利略坚定了对地动说的信念。这一系列发现轰动了欧洲。人们的评价是:哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙。
    伽利略的发现沉重地打击了经院哲学教艺过去人们一直认为上天是完美无缺的,可是现在不但月亮有了斑点,连太阳也有了缺陷。伽利略一再邀请经院哲学家和神学家用望远镜观测天象,他们不但拒绝观测,反而诬蔑伽利略是骗子,望远镜是“魔鬼的发明”,并说是伽利略用符咒把新星星从天空中咒出来的。为了这件事,伽利略在给开普勒的信中气愤地说“对于这些人来讲,真理用不着到自然界中去寻找,只要从古人著作中就可以得到。”
    望远镜把伽利略从力学实验室中吸引出来,天文观测使他成为了哥白尼的忠实信徒,他用从望远镜观测中得到的新发现和新知识热情地宣传和捍卫哥白尼的日心说,即太阳是中心,地球围着太阳转,而不是教会宣传的太阳围着地球转。因此跟教会发生了冲突。1633年,教会把年迈的伽利略召到罗马进行审判。枷利略被判有罪,关进了监狱。300多年之后,1979年11月,罗马教皇才在公开集舍上正式承认对伽利略的审判是不公正的,后来又提出要重新审理这个冤案。
    伽利略的望远镜问世不久后的1611年,德国的天文学家约翰?开普勒便从光学原理上进行了分析。他认为应该在焦平面后加上一对凸透镜,这样得到放大的便会是倒像。开普勒只是在理论上做了探讨,自己没有亲自制做望远镜。
    1640年,英国人根据开普勒的理论制做出了一台更加巨大的“天文望远镜”。加斯科因还把十字线放入望远镜中,所以后来的望远镜都采用了十字线。17世纪末,郝金斯、爱木斯顿也先后创制出了不同类型的组合目镜,这样才基本上完善了开普勒式望远镜的结构。
    可是,人们常常发现:同样一台望远镜,观察同一个天体,观察的结果常常会有差异。英国的皇家天文学家内维尔?马斯基林有一个助手,他视察的结果和马斯基林总有一点细微的差异,马斯基林觉得这个助手不得力,就辞退了他。
    马斯基林哪里知道,助手并非有错,而是他的天文望远镜本身有误差。后来,科学家称这种误差为象差和色差。象差就是从望远镜里看到的东西,中心部分是清晰的,但边缘部分就模糊。色差就是由于不同颜色的光进人望远镜后不能聚集于一点而造成的误差。
    为了克服这些误差,科学家花了不少心血。17世纪中叶,有人制成了一台焦点达18米的望远镜,但是,也没有能完全克眼这些缺点。要看得远就要扩大口径,这就产生了色差。要减少色差,焦点距离就要相当长,裴力斯的望远镜达到了几十米。霍尔和多伦特把透镜重叠起来防止色差,发明了消色差透镜。1668年,牛顿发明了不使用透镜的反射式望远镜,完全解决了象差和色差的两大缺点,后来人们便把这种望远镜称为牛顿式反射望远镜。
    此后,天文望远镜连同天文学一起一日千里地向前发展,各种大口径的天文望远镜相继出现。
    1770年,天文学家威廉?赫舍尔成功地制成了当时世界上最大的两台望远镜:一台是焦巨6米、口径46厘米的天文望远镜;另一台更厉害,焦距12米,口径1.2米。这两台天文望远镜能观察极远的天体星球,甚至能透过雾观察天体。赫舍尔运用这两台天文望远镜系统地研究了恒星在空间的运动和分布,这是当时天文学的新领域。在研究过程中,他于1781年在上星之外发现了太阳系的另一颗行星??天王星。
    1845年,爱尔兰贵族罗斯制造了一台更大的反射望远镜,它的口径达1.8米,这个望远镜筒就像一个大烟筒,整个观察室就像一个巨大的建筑物。由于它过分庞大,它的用途反而受到了限制。
    从17世纪到19世纪的200年间,人们在使用望远镜时,利用改变物镜和吕钦间的距离来达到调焦的目的,所以那时的望远镜又被叫做外调焦式望远镜。
    20世纪初,瑞士的测量仪器家威尔德又创制了内调焦式望远镜。他借助双凹透镜的前后移动达到调焦的目的。
    40年代,原苏联的马克苏托夫又发明了折反射式望远镜,它具有镜身短、亮度大等优点。
    目前世界上最大望远镜的物镜的有效孔径为6米,进光量比人眼高100万倍。
    近几年来,光学望远镜已和电子技术结合为一体,出现了新生的光电倍增望远镜、射电天文望远镜。
    1977年,美国用物镜有效孔径为5米的望远镜拍下了天王星光环的照片。同年我国天文工作者用60厘米反射望远镜发现天王星有一个主光环和四个小光环。
    今天,望远镜的确成了天文学家探索宇宙奥妙的“千里眼”了。
    现在的望远镜分为两类:第一类是使用消色差透镜的折射望远镜;第二类是反射式望远镜。现在世界上最大的消色差透镜折射望远镜是美国威斯康星州威廉斯湾的口径为102厘米的望远镜,它收集的光为人肉眼的40000倍,放大率达3000倍。从这台望远镜里观察38万公里远的月亮,就好像在128公里的近处看它一样。至于反射式望远镜则以美国加利福尼亚州帕洛马山的口径为508厘米的反射式透镜最为有名。