你用它看对面的邻居,我用它看蟹状星云——望远镜的编年史

你用它看对面的邻居,我用它看蟹状星云——望远镜的编年史

当你购得了一张偶像演唱会的门票,为了良好的观看视野,你去买了一副望远镜。演唱会结束后,望远镜就被闲置在家里,你偶尔用它看看对面的邻居或者楼顶的鸟儿。

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双筒望远镜

八月十五中秋佳节,你抬头看到满月银光,拿起你的望远镜,发现看不清月球的一个坑洞。你会不会好奇,那些美丽的星空图片是怎么拍到的?子路上一期文章谈到的星体的 光学指纹——光谱 又是怎么获得的?接下来子路带你了解,人类唯一可以窥探宇宙秘密的工具——望远镜。

1608年,荷兰的一位眼镜商 汉斯·利伯 偶然发现用两块镜片可以看清远处的景物,受此启发,他制造了人类历史上的第一架望远镜。经过近400年的的发展,望远镜的功能越来越强大,观测的距离也越来越远。

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真正意义上的天文望远镜是伽利略在1609年发明的第一代折射式望远镜,放大倍数为32倍,用于伽利略观察月球坑面。后期经改良,伽利略用此望远镜发现了木星及其4颗卫星,还有土星光环,他用第一代折射式望远镜的发现直接证明哥白尼日心说的(在太阳系内)正确性。

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伽利略和第一台折射式望远镜

1611年开普勒改进了伽利略折射望远镜,将其原位于目镜之后焦点移动到目镜与物镜之间,扩大了眼球所能观测的视场(通俗来说,可以更容易观测星团)。现在目前市面上销售的折射式望远镜大部分都是开普勒折射式望远镜。

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开普勒折射式望远镜原理

因为折射镜对于目镜本身的加工精度要求很高,对镜体的光学要求也很苛刻,艾萨克牛顿在1668年,用球面镜作为主镜,发明了反射式望远镜,俗称“牛反”。由于反射镜的造价要比透镜低的多(光学性能要求低于折射式),因此对于大口径的望远镜来说,经常做成反射式的,而不是笨重的折射式(反射式可将焦距距离在同一空间内折叠/延伸,减少望远镜体积)。

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牛反望远镜原理

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牛反望远镜实体

在艾萨克牛顿的反射式望远镜基础上,1672年卡塞格林改进“牛反”内部光路图,将光纤路径在镜筒内再次折叠,与同样体积的牛反相比,焦距大大提升!

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卡塞格林望远镜原理

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美国星特朗牌-卡式望远镜

根据卡塞格林反射望远镜的构造,近代有2位与天文摄像发展相关的人,将折射式光路原理加入到了“卡反”望远镜当中!将下图所指位置的反射面换非球面镜后,被称为施密特-卡塞格林(折反)式望远镜(施卡),但是将两块镜片换成球面镜则成为了马克苏托夫-卡塞格林式(折反)望远镜(马卡)。

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卡反 改进的位置

上文所提到的“施卡”望远镜是近代天文摄影当中最常用的天文望远镜,根据光学材料、辅助设备和镜面大小,造价约为3000~200000元。

小编警示:不熟悉设备或者没有恒心研究的读者不要轻易碰天文望远镜哟!下场比单反更惨。如果你坚持要碰的话,子路给各位一个最基础的建议:放大倍数最好是物镜直径(mm)的2倍,这样成像效果最好,天文望远镜不要一味的追求倍数!而且,在地球上用望远镜观测星空清晰度会被大气层影响很多,所以才会有美国NASA把哈勃望远镜发射到空间站进行观测的事情发生!

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哈勃空间望远镜

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蟹状星云,距地球6500光年(哈勃望远镜拍摄于1928年)

你用它看对面的邻居,我用它看蟹状星云——望远镜的编年史

创造支柱,距地球7000光年(哈勃望远镜拍摄于1995年)

最后,子路这次给大家介绍的是早期望远镜历史和近代民间天文望远镜的类别,如子路在光谱那篇文章当中提到的,光是一种复杂的电磁波,所以现在最先进,集举国之力建设的望远镜类型是射电望远镜(民间爱好者可买不起)!而现在世界上最大(镜面)的射电望远镜在我国贵州省平塘县。大家可以按照子路的建议算算他的有效视径倍数!

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贵州天眼

当然射电望远镜不仅仅是观测这么简单的功能,但是时间有限,这次就给大家介绍到这里。


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