论文部分内容阅读
古代的人们是凭借自己的肉眼去观察天象的，所以很难了解天象的本质。自从发明了天文光学望远镜，就立即改变了人类对宇宙的看法，使人类开阔了眼界，看到了没有这种仪器也许永远看不到的情景。
从那以后，人们发明了各种各样的光学望远镜。有的安装在地面上，有的安装在宇宙飞船或人造卫星上。光学望远镜使天文工作者可以看到很遥远的天体，为此人们把光学望远镜称为"千里眼"。
在欧洲荷兰的小镇米德堡，有一位玻璃技师名叫汉斯·李柏尔斯。一天，他的儿子小汉斯在玩弄废镜片时，突然发现透过两块镜片看远处的东西，就像在眼前一样，景物变得又大又近了。小汉斯将这个发现告诉了父亲。汉斯找来两块镜片和一个长筒，做成了世界上第一架望远镜。
意大利科学家伽利略(1564－1642)得知这个神奇的发现后，首先想到将望远镜指向天体，并于1609年自己动手制作了一台光学望远镜，从此开创了应用望远镜观测天体的新时代，奠定了新天文学的发展基础。
伽利略制作的光学望远镜是由一块凸透镜和一块凹透镜组成。靠近眼睛一端的称为"目镜"，另一端对向被观测物体的称为"物镜"。光线经过透镜折射后进入观测者眼中，因此这种望远镜被称为"折射式望远镜"，简称"折光镜"；被观测的物体成正像。现在观看戏剧、体育比赛用的普通望远镜就属于伽利略型望远镜。后来，德国天文学家开普勒(1571－1630)改进了伽利略型望远镜，用凹透镜作为目镜。用它观测的物体成倒像，被称为"开普勒型望远镜"。由于这种望远镜视野大，目镜焦点上可以安置瞄准叉丝，使用方便，所以现代折射望远镜都采用开普勒型。阿根廷于1971年发行的该国天文台建立一百周年纪念邮票，票面右侧为大型折射望远镜。
美国于1896年建成的叶凯士天文台中，目前由天文学家海尔主持建造的折射望远镜，口径101厘米，重达230公斤，是世界上最大的折射望远镜。巴布达发行的邮票，票的上部就是这台著名的望远镜。
早期的折射望远镜观测星体时图像畸变严重，星体周围会产生光斑，即所谓"球差"和"色差"，破坏了天体的本来面目。虽然天文学家采用消色差物镜，仍无法彻底解决这一问题，因而使天文学家大伤脑筋。后来由英国著名科学家牛顿(1642－1727)解决了这一问题。
牛顿研究了光的透射特性，发现了光线通过透镜折射后会分解出7种颜色，由此他断言折射望远镜的色差无法避免。牛顿选择了另一条途径攻克色差的难关，就是不让光线进入望远镜片的内部，只让它在镜片表面反射后聚焦成像。他于1668年制出第一台反射望远镜，并因此于1672年当选为英国皇家学会会员。目前这台反射望远镜被当作文物，保存在英国皇家学会。
反射望远镜简称"反光镜"，它具有这样一些优点与特点：没有色差，成像畸变较小，易于磨制，可以观测天体的红外和紫外波段。缺点是镜筒中有一个副镜，挡住了一部分光，也就是损失了一部分光通量。
牛顿发明的反光镜，目镜在镜筒的侧面，不便于观测，特别是增加一些终端设备时更加麻烦。因此，英国人格雷果里和法国人卡塞格林提出了另一类型的反光镜设计，就是主镜是中间开口的抛物面反射镜，可以在镜筒后部进行观测。不同之处是卡塞格林式望远镜的副镜是凸出的双曲面反射镜，成倒像，格雷果里式望远镜的副镜是凹椭球面镜，成正像。阿森松发行的邮票上就是一台格雷果里式天文望远镜。日本为纪念东京天文台建立一百周年发行的邮票上是该台口径188厘米的反射望远镜。
英国天文学家威廉·赫歇耳(1738－1822)，原来以音乐为职业，利用业余时间钻研天文学、磨制望远镜。他一生从未间断过这项工作，并于1781年发现了天王星。尼加拉瓜邮票上是他制作的口径150厘米的反射望远镜。
1929年，美国天文学家海耳开始筹建口径508厘米的反射望远镜，人们为这项浩大的工程付出了史诗般的巨大努力。为制造当时世界上最大口径的反射望远镜，共用掉了31吨的磨料，最后成型的反射镜本身重14.5吨，镜筒重140吨，整个望远镜可动部分竟达530吨!海耳于1938年与世长辞，未能目睹这台望远镜竣工。10年后，这台望远镜被安装在帕洛玛天文台。美国于1948年为此发行了纪念邮票。目前，这台望远镜是世界上口径第二、观测性能最好的反射望远镜。
1960年，前苏联开始制造口径达600厘米的反射望远镜。从计划到最后建成共花了14年的时间。望远镜由原列宁格勒国立光学工厂设计制造，单是浇铸主镜坯就花了4年多的时间，而后又经过2年4个月才让它冷却下来。整个望远镜共重950吨，高42米，站在望远镜的底部仰视，一眼看不到它的全貌。前苏联发行的1枚邮票上是圆顶观测室以及望远镜的结构图。由于设计上的缺陷和主镜质量问题，望远镜的观测性能不佳，始终没有取得预期的观测效果。
我国最大口径的望远镜是北京天文台的216厘米反光镜，被安装在兴隆观测站。它也是目前远东地区最大的光学望远镜。
另一类光学望远镜是折反式望远镜，简称"折反镜"。在这种望远镜里，物镜既包含透射又包含反射；天体的光线进入镜筒之后，既受到折射又受到反射。尼加拉瓜的1枚邮票上描绘的是牛顿望远镜、卡塞格林望远镜和折反望远镜的光路图。智利于1972年发行的邮票，图中是一台大型折反镜。 光学望远镜的机械装置分为地平式和赤道式两类。
地平式装置的主转动轴垂直于地平面，望远镜的镜筒可作仰俯运动。优点是结构简单，制造方便，是天文爱好者常用的最简单的望远镜装置。但地平式装置长时间跟踪天体极为困难，给使用者带来很大的不方便。前苏联600厘米反光镜虽然也采用地平式装置，但它由计算机控制，弥补了跟踪上的不足。
现代光学望远镜基本上采用赤道式装置。赤道式装置的极轴对准天北极，整个仪器可以围绕极轴旋转，而镜筒可以围绕另一个轴作仰俯运动。赤道式装置使天文望远镜寻找星体十分方便，还便于长时间跟踪天体。赤道式装置主要分为德国式、叉式、马蹄式、轭式和英国式5种类型。
人们为了摆脱厚厚的大气对天文观测的影响，一方面设法选择海拔高、观测条件好的地方建立天文台，另一方面设法把望远镜搬上太空。
1990年4月，美国用航天飞机将哈勃空间望远镜送入太空。人们把它的诞生看成像伽利略望远镜一样，是天文学走向空间时代的一个里程碑，并称它为"揭开天文学新纪元的望远镜"。以美国著名天文学家哈勃的名字命名的空间望远镜是一架多用途的光学望远镜。它的主要装置有：前端遮阳防护板、副镜、无线电天线、太阳能电池板、主镜仓、主镜等。哈勃望远镜长13.1米，直径4.26米，总重量9.1吨，主镜是口径2.4米的反射镜。它的飞行高度为500公里，每100分钟环绕地球一周。
从地面的观点看，哈勃望远镜并不算大，但在太空轨道上它却有很大的意义。它能分辨出间隔0.1弧秒的两个天体，比地面望远镜在最好的情况下的分辨率高5至7倍，相当于在4000公里外分辨出汽车的两个前灯。哈勃望远镜的灵敏度极高，能观测到比在地面暗50倍的天体。
相信随着科学的不断发展进步，人类会研制出口径更大、观测性能更好的光学望远镜，去探索和揭开宇宙的起源之谜。
从那以后，人们发明了各种各样的光学望远镜。有的安装在地面上，有的安装在宇宙飞船或人造卫星上。光学望远镜使天文工作者可以看到很遥远的天体，为此人们把光学望远镜称为"千里眼"。
在欧洲荷兰的小镇米德堡，有一位玻璃技师名叫汉斯·李柏尔斯。一天，他的儿子小汉斯在玩弄废镜片时，突然发现透过两块镜片看远处的东西，就像在眼前一样，景物变得又大又近了。小汉斯将这个发现告诉了父亲。汉斯找来两块镜片和一个长筒，做成了世界上第一架望远镜。
意大利科学家伽利略(1564－1642)得知这个神奇的发现后，首先想到将望远镜指向天体，并于1609年自己动手制作了一台光学望远镜，从此开创了应用望远镜观测天体的新时代，奠定了新天文学的发展基础。
伽利略制作的光学望远镜是由一块凸透镜和一块凹透镜组成。靠近眼睛一端的称为"目镜"，另一端对向被观测物体的称为"物镜"。光线经过透镜折射后进入观测者眼中，因此这种望远镜被称为"折射式望远镜"，简称"折光镜"；被观测的物体成正像。现在观看戏剧、体育比赛用的普通望远镜就属于伽利略型望远镜。后来，德国天文学家开普勒(1571－1630)改进了伽利略型望远镜，用凹透镜作为目镜。用它观测的物体成倒像，被称为"开普勒型望远镜"。由于这种望远镜视野大，目镜焦点上可以安置瞄准叉丝，使用方便，所以现代折射望远镜都采用开普勒型。阿根廷于1971年发行的该国天文台建立一百周年纪念邮票，票面右侧为大型折射望远镜。
美国于1896年建成的叶凯士天文台中，目前由天文学家海尔主持建造的折射望远镜，口径101厘米，重达230公斤，是世界上最大的折射望远镜。巴布达发行的邮票，票的上部就是这台著名的望远镜。
早期的折射望远镜观测星体时图像畸变严重，星体周围会产生光斑，即所谓"球差"和"色差"，破坏了天体的本来面目。虽然天文学家采用消色差物镜，仍无法彻底解决这一问题，因而使天文学家大伤脑筋。后来由英国著名科学家牛顿(1642－1727)解决了这一问题。
牛顿研究了光的透射特性，发现了光线通过透镜折射后会分解出7种颜色，由此他断言折射望远镜的色差无法避免。牛顿选择了另一条途径攻克色差的难关，就是不让光线进入望远镜片的内部，只让它在镜片表面反射后聚焦成像。他于1668年制出第一台反射望远镜，并因此于1672年当选为英国皇家学会会员。目前这台反射望远镜被当作文物，保存在英国皇家学会。
反射望远镜简称"反光镜"，它具有这样一些优点与特点：没有色差，成像畸变较小，易于磨制，可以观测天体的红外和紫外波段。缺点是镜筒中有一个副镜，挡住了一部分光，也就是损失了一部分光通量。
牛顿发明的反光镜，目镜在镜筒的侧面，不便于观测，特别是增加一些终端设备时更加麻烦。因此，英国人格雷果里和法国人卡塞格林提出了另一类型的反光镜设计，就是主镜是中间开口的抛物面反射镜，可以在镜筒后部进行观测。不同之处是卡塞格林式望远镜的副镜是凸出的双曲面反射镜，成倒像，格雷果里式望远镜的副镜是凹椭球面镜，成正像。阿森松发行的邮票上就是一台格雷果里式天文望远镜。日本为纪念东京天文台建立一百周年发行的邮票上是该台口径188厘米的反射望远镜。
英国天文学家威廉·赫歇耳(1738－1822)，原来以音乐为职业，利用业余时间钻研天文学、磨制望远镜。他一生从未间断过这项工作，并于1781年发现了天王星。尼加拉瓜邮票上是他制作的口径150厘米的反射望远镜。
1929年，美国天文学家海耳开始筹建口径508厘米的反射望远镜，人们为这项浩大的工程付出了史诗般的巨大努力。为制造当时世界上最大口径的反射望远镜，共用掉了31吨的磨料，最后成型的反射镜本身重14.5吨，镜筒重140吨，整个望远镜可动部分竟达530吨!海耳于1938年与世长辞，未能目睹这台望远镜竣工。10年后，这台望远镜被安装在帕洛玛天文台。美国于1948年为此发行了纪念邮票。目前，这台望远镜是世界上口径第二、观测性能最好的反射望远镜。
1960年，前苏联开始制造口径达600厘米的反射望远镜。从计划到最后建成共花了14年的时间。望远镜由原列宁格勒国立光学工厂设计制造，单是浇铸主镜坯就花了4年多的时间，而后又经过2年4个月才让它冷却下来。整个望远镜共重950吨，高42米，站在望远镜的底部仰视，一眼看不到它的全貌。前苏联发行的1枚邮票上是圆顶观测室以及望远镜的结构图。由于设计上的缺陷和主镜质量问题，望远镜的观测性能不佳，始终没有取得预期的观测效果。
我国最大口径的望远镜是北京天文台的216厘米反光镜，被安装在兴隆观测站。它也是目前远东地区最大的光学望远镜。
另一类光学望远镜是折反式望远镜，简称"折反镜"。在这种望远镜里，物镜既包含透射又包含反射；天体的光线进入镜筒之后，既受到折射又受到反射。尼加拉瓜的1枚邮票上描绘的是牛顿望远镜、卡塞格林望远镜和折反望远镜的光路图。智利于1972年发行的邮票，图中是一台大型折反镜。 光学望远镜的机械装置分为地平式和赤道式两类。
地平式装置的主转动轴垂直于地平面，望远镜的镜筒可作仰俯运动。优点是结构简单，制造方便，是天文爱好者常用的最简单的望远镜装置。但地平式装置长时间跟踪天体极为困难，给使用者带来很大的不方便。前苏联600厘米反光镜虽然也采用地平式装置，但它由计算机控制，弥补了跟踪上的不足。
现代光学望远镜基本上采用赤道式装置。赤道式装置的极轴对准天北极，整个仪器可以围绕极轴旋转，而镜筒可以围绕另一个轴作仰俯运动。赤道式装置使天文望远镜寻找星体十分方便，还便于长时间跟踪天体。赤道式装置主要分为德国式、叉式、马蹄式、轭式和英国式5种类型。
人们为了摆脱厚厚的大气对天文观测的影响，一方面设法选择海拔高、观测条件好的地方建立天文台，另一方面设法把望远镜搬上太空。
1990年4月，美国用航天飞机将哈勃空间望远镜送入太空。人们把它的诞生看成像伽利略望远镜一样，是天文学走向空间时代的一个里程碑，并称它为"揭开天文学新纪元的望远镜"。以美国著名天文学家哈勃的名字命名的空间望远镜是一架多用途的光学望远镜。它的主要装置有：前端遮阳防护板、副镜、无线电天线、太阳能电池板、主镜仓、主镜等。哈勃望远镜长13.1米，直径4.26米，总重量9.1吨，主镜是口径2.4米的反射镜。它的飞行高度为500公里，每100分钟环绕地球一周。
从地面的观点看，哈勃望远镜并不算大，但在太空轨道上它却有很大的意义。它能分辨出间隔0.1弧秒的两个天体，比地面望远镜在最好的情况下的分辨率高5至7倍，相当于在4000公里外分辨出汽车的两个前灯。哈勃望远镜的灵敏度极高，能观测到比在地面暗50倍的天体。
相信随着科学的不断发展进步，人类会研制出口径更大、观测性能更好的光学望远镜，去探索和揭开宇宙的起源之谜。