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小编的话
早期天文望远镜都是光学望远镜,主要分为折射式望远镜、反射式望远镜和折反射望远镜,这期我们继续来讲关于后两者的发展及原理。此外,还要和大家分享一些天文学家和天文望远镜的故事!
现代用于专业天文观测的望远镜,大都采用反射式,为了达到各种天体目标成像要求,现代的反射望远镜在光学设计上有各种变化,但基本上都采用主镜加反射副镜的结构。其中,主镜接收星光,聚焦反射到副镜,副镜再把光线转出到目镜成像,或转到接收器处理。
比较重要的改进是卡塞格林式反射望远镜(原理见图1),它在主镜中心开孔,星光射入主镜后,反射到副镜上,副镜再把星光通过主镜中心孔反射到镜筒外的接收器(或目镜)上。这种改进使得望远镜指向天空时观察点始终在望远镜的下部,特别方便大型望远镜的工作。
反射望远镜的优点是没有色差,光路在镜筒里转折,可以缩短镜筒,从而降低了造价,可以做成较大的口径,是现代大望远镜的基本结构。但反射望远镜需要定期镀膜和专业维护,适合于天文专业观测使用。
望遠镜的成像方面,折射望远镜的图像比较锐利,但有色差;反射望远镜的成像没有色差,但有像差,且其视场要小于折射望远镜。
折反射望远镜,顾名思义就是采用折射式和反射式结合的方法,最大限度地发挥二者的长处,避免二者的短处。
历史上很早就出现了一些折反射望远镜。比较成功的是德国光学家施密特,他在1931年用一块特殊形状的非球面薄透镜作为改正镜,与球面反射镜配合,制成了可以消除球面反射镜球差的折反射望远镜(原理见图2)。后来,苏联光学家马克苏托夫制作了弯月形改正镜的折反射望远镜(原理见图3)。
折反射望远镜优点:光力强、视场大、像差小,尤其适合研究有视面的天体以及巡天观测等要求视场比较大的场合,也适合于拍摄大面积的天区照片,尤其是对暗弱星云的拍照效果非常突出。
折反射望远镜缺点:改正镜形状特殊,磨制难度较大,价格也相对昂贵。
威廉·赫歇尔用望远镜发现新行星
许多著名天文学家在他们的时代,使用天文望远镜进行大量的天文观测,做出了重大发现,在天文学史上青史留名。英国天文学家威廉·赫歇尔原本是一位音乐家,但业余时间热衷于钻研天文观测。后来,他简直沉迷其中,开始把自家当作坊,动手磨制各种望远镜。他一生制作了好几台在当时非常先进的反射式望远镜。威廉·赫歇尔经常用自制的望远镜观察星空,他对星空着迷的程度达到了废寝忘食的地步,甚至对着天空持续地、一小片一小片地仔细巡查,不放过任何细节。
1781年3月13日晚,威廉·赫歇尔在他的望远镜里注意到,有一颗亮度大约为6等的星,其星象略带模糊的圆面。为了仔细观察,他更换了不同倍率的目镜(从200多倍到900多倍)。随着目镜倍率增大,这颗星的圆面也越来越大,说明这颗星不是遥远的恒星,而是离我们比较近的天体。因为恒星距离都非常非常遥远,即使用更大口径的望远镜、更换更大倍率的目镜,看起来都只会是一个亮点,不会有视面,更不会随不同倍率的目镜而放大。反之,相对于离我们较近的天体,通常都能够通过望远镜看到其视面,也会随望远镜目镜倍率不同而放大缩小。所以这颗星更像一颗离得比较近的太阳系内的天体。
那么,这颗星到底是哪个新行星呢?我们下期接着讲。
早期天文望远镜都是光学望远镜,主要分为折射式望远镜、反射式望远镜和折反射望远镜,这期我们继续来讲关于后两者的发展及原理。此外,还要和大家分享一些天文学家和天文望远镜的故事!
反射式望远镜
现代用于专业天文观测的望远镜,大都采用反射式,为了达到各种天体目标成像要求,现代的反射望远镜在光学设计上有各种变化,但基本上都采用主镜加反射副镜的结构。其中,主镜接收星光,聚焦反射到副镜,副镜再把光线转出到目镜成像,或转到接收器处理。
比较重要的改进是卡塞格林式反射望远镜(原理见图1),它在主镜中心开孔,星光射入主镜后,反射到副镜上,副镜再把星光通过主镜中心孔反射到镜筒外的接收器(或目镜)上。这种改进使得望远镜指向天空时观察点始终在望远镜的下部,特别方便大型望远镜的工作。
反射望远镜的优点是没有色差,光路在镜筒里转折,可以缩短镜筒,从而降低了造价,可以做成较大的口径,是现代大望远镜的基本结构。但反射望远镜需要定期镀膜和专业维护,适合于天文专业观测使用。
望遠镜的成像方面,折射望远镜的图像比较锐利,但有色差;反射望远镜的成像没有色差,但有像差,且其视场要小于折射望远镜。
折反射望远镜
折反射望远镜,顾名思义就是采用折射式和反射式结合的方法,最大限度地发挥二者的长处,避免二者的短处。
历史上很早就出现了一些折反射望远镜。比较成功的是德国光学家施密特,他在1931年用一块特殊形状的非球面薄透镜作为改正镜,与球面反射镜配合,制成了可以消除球面反射镜球差的折反射望远镜(原理见图2)。后来,苏联光学家马克苏托夫制作了弯月形改正镜的折反射望远镜(原理见图3)。
折反射望远镜优点:光力强、视场大、像差小,尤其适合研究有视面的天体以及巡天观测等要求视场比较大的场合,也适合于拍摄大面积的天区照片,尤其是对暗弱星云的拍照效果非常突出。
折反射望远镜缺点:改正镜形状特殊,磨制难度较大,价格也相对昂贵。
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威廉·赫歇尔用望远镜发现新行星
许多著名天文学家在他们的时代,使用天文望远镜进行大量的天文观测,做出了重大发现,在天文学史上青史留名。英国天文学家威廉·赫歇尔原本是一位音乐家,但业余时间热衷于钻研天文观测。后来,他简直沉迷其中,开始把自家当作坊,动手磨制各种望远镜。他一生制作了好几台在当时非常先进的反射式望远镜。威廉·赫歇尔经常用自制的望远镜观察星空,他对星空着迷的程度达到了废寝忘食的地步,甚至对着天空持续地、一小片一小片地仔细巡查,不放过任何细节。
1781年3月13日晚,威廉·赫歇尔在他的望远镜里注意到,有一颗亮度大约为6等的星,其星象略带模糊的圆面。为了仔细观察,他更换了不同倍率的目镜(从200多倍到900多倍)。随着目镜倍率增大,这颗星的圆面也越来越大,说明这颗星不是遥远的恒星,而是离我们比较近的天体。因为恒星距离都非常非常遥远,即使用更大口径的望远镜、更换更大倍率的目镜,看起来都只会是一个亮点,不会有视面,更不会随不同倍率的目镜而放大。反之,相对于离我们较近的天体,通常都能够通过望远镜看到其视面,也会随望远镜目镜倍率不同而放大缩小。所以这颗星更像一颗离得比较近的太阳系内的天体。
那么,这颗星到底是哪个新行星呢?我们下期接着讲。