淺談望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明和發(fā)展歷程
望遠(yuǎn)鏡是一種利用凹透鏡和凸透鏡觀測遙遠(yuǎn)物體的光學(xué)儀器。天文望遠(yuǎn)鏡則是收集天體輻射并能確定輻射源方向的天文觀測裝置,通常指有聚光和成像功能的天文光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。望遠(yuǎn)鏡對(duì)天文學(xué)和天體物理的發(fā)展具有重要意義,望遠(yuǎn)鏡自身又經(jīng)歷了哪些發(fā)展呢?
如果要追根溯源的話,公元前3500年左右腓尼基人在沙漠中烹煮食物無意發(fā)現(xiàn)玻璃制造方法,直至5000年后人來才發(fā)明了將玻璃磨成透鏡并進(jìn)而制成望遠(yuǎn)鏡的方法。望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明者被認(rèn)為是17世紀(jì)的荷蘭商人利伯希(Hans Lippershey),而雅可布?梅提斯(Jacob Metius)也申請(qǐng)了把一個(gè)凸透鏡和一個(gè)凹透鏡安裝在一個(gè)管子里這種設(shè)備的專利。
1608年荷蘭米德爾堡眼鏡師漢斯?李波爾造出了世界上第一架望遠(yuǎn)鏡。不過最早的天文望遠(yuǎn)鏡則被公認(rèn)是由伽利略在1609年發(fā)明,可提供30倍的放大率,是第一部投入科學(xué)應(yīng)用的實(shí)用望遠(yuǎn)鏡。伽利略利用自制的天文望遠(yuǎn)鏡觀測到了月球隕石坑、太陽黑子、木星的4顆衛(wèi)星、土星環(huán)等。
開普勒也在研究望遠(yuǎn)鏡,他提出了另一種天文望遠(yuǎn)鏡,這種望遠(yuǎn)鏡由兩個(gè)凸透鏡組成,比伽利略望遠(yuǎn)鏡視野寬闊。沙伊納于1613年─1617年間首次制作出了這種望遠(yuǎn)鏡,他還遵照開普勒的建議制造了有第三個(gè)凸透鏡的望遠(yuǎn)鏡。荷蘭的惠更斯為了減少折射望遠(yuǎn)鏡的色差在1665年做了一臺(tái)筒長近6米的望遠(yuǎn)鏡。
1672年牛頓提出了一種新的望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)概念,使用一面凹透鏡將光線聚集并反射到焦點(diǎn)上,因此被稱為反射望遠(yuǎn)鏡。1793年英國赫瑟爾(William Herschel),制做了反射式望遠(yuǎn)鏡,反射鏡直徑為130厘米,用銅錫合金制成,重達(dá)1噸。
1845年英國的帕森(William Parsons)制造的反射望遠(yuǎn)鏡,反射鏡直徑為1.82米。1917年,胡克望遠(yuǎn)鏡(Hooker Telescope)在美國加利福尼亞的威爾遜山天文臺(tái)建成。它的主反射鏡口徑為100英寸。正是使用這座望遠(yuǎn)鏡,哈勃(Edwin Hubble)發(fā)現(xiàn)了宇宙正在膨脹的驚人事實(shí)。
1930年,第一臺(tái)折反射望遠(yuǎn)鏡由德國人施密特(BernhardSchmidt)制造。他將折射望遠(yuǎn)鏡和反射望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn)(折射望遠(yuǎn)鏡像差小但有色差而且尺寸越大越昂貴,反射望遠(yuǎn)鏡沒有色差、造價(jià)低廉且反射鏡可以造得很大,但存在像差)結(jié)合起來。
1931年,在美國新澤西州的貝爾實(shí)驗(yàn)室里,負(fù)責(zé)專門搜索和鑒別電話干擾信號(hào)的美國人KG?楊斯基,開創(chuàng)了用射電波研究天體的新紀(jì)元。他使用的是長30.5米、高3.66米的旋轉(zhuǎn)天線陣,在14.6米波長取得了30度寬的“扇形”方向束,射電望遠(yuǎn)鏡開啟歷程。
1990年,NASA將哈勃太空望遠(yuǎn)鏡送入軌道,1993年宇航員完成太空修復(fù)并更換了透鏡后,哈勃望遠(yuǎn)鏡開始全面發(fā)揮作用。空間望遠(yuǎn)鏡逐漸受到人們的重視,避開了大氣的影響和不會(huì)因重力而產(chǎn)生畸變,因而可以大大提高觀測能力及分辨本領(lǐng)。
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(yuǎn)鏡”,其鏡面由36塊1.8米的反射鏡拼合而成。2001設(shè)在智利的歐洲南方天文臺(tái)研制完成了“超大望遠(yuǎn)鏡”(VLT),它由4架口徑8米的望遠(yuǎn)鏡組成,其聚光能力與一架16米的反射望遠(yuǎn)鏡相當(dāng)。
而目前更大口徑的望遠(yuǎn)鏡也在建設(shè)中,望遠(yuǎn)鏡性能的改進(jìn)和提高,迅速推進(jìn)著人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。





