400年來(lái),
望遠(yuǎn)鏡經(jīng)歷了巨大變革,口徑從幾厘米擴(kuò)大到10米。
A;oHji#* f1 ; 1609年,伽利略第一次把他自制的望遠(yuǎn)鏡指向了天空,看到了一個(gè)從未謀面的宇宙。盡管他的折射望遠(yuǎn)鏡視野小,
光學(xué)系統(tǒng)存在畸變,但是它還是第一次把表面不平坦的月亮呈現(xiàn)在伽利略眼前。
i'IT,jz! ^_2c\mw_I 自1609年之后的400年來(lái),許多天文觀測(cè)者通過(guò)他們改進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡打開(kāi)了一扇又一扇宇宙未知之門(mén)。400年的風(fēng)風(fēng)雨雨,見(jiàn)證了望遠(yuǎn)鏡從不太完美到幾近完美的成長(zhǎng),也記錄了無(wú)數(shù)天文觀測(cè)者為追求更加完美的望遠(yuǎn)鏡而走過(guò)的艱辛歷程。
I2Xd"RHN 0=Z[6Q@: 反射望遠(yuǎn)鏡初露頭角
z0z@LA4k6@ x~5uc$ 早期的望遠(yuǎn)鏡——折射望遠(yuǎn)鏡——使用玻璃磨制的
透鏡收集和會(huì)聚光線。但是,它存在一個(gè)致命的光學(xué)缺陷——色差。因?yàn)椴煌伾墓饩通過(guò)玻璃時(shí)的折射率略有不同,所以,它們無(wú)法精確地會(huì)聚到同一點(diǎn)上,形成色差,使得像的邊緣帶上顏色,而像本身也會(huì)變得模糊。
5ZCu6A vObZ|>.J~O 為了解決這個(gè)問(wèn)題,早期的天文學(xué)家舍棄了折射望遠(yuǎn)鏡,轉(zhuǎn)向研制反射望遠(yuǎn)鏡。偉大的科學(xué)家牛頓曾經(jīng)認(rèn)為,人們不可能制造出消除色差的透鏡。于是,他于1668年改用鏡青銅——一種銅錫合金——磨制反射鏡,制造反射望遠(yuǎn)鏡。這架反射望遠(yuǎn)鏡使用一塊球面反射鏡作為主鏡,一塊平面反射鏡作為副鏡,口徑約為3.3厘米,能把天體放大約40倍。
2HX/@ERhmu J4Gzp~{ 盡管是牛頓制造出了第一架反射望遠(yuǎn)鏡,但他并不是第一個(gè)提出設(shè)想的人。早在1663年,蘇格蘭數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家格雷戈里就想到使用兩塊反射鏡制造望遠(yuǎn)鏡。他的設(shè)想是使用一塊凹的拋物面反射鏡作為主鏡,一塊凹的橢球面反射鏡作為副鏡。很可惜,在17世紀(jì)60年代,沒(méi)有人能夠把反射鏡磨成除球面以外的其他曲面,因此格雷戈里的設(shè)想無(wú)法付諸實(shí)踐。
s,z~qL6& ;Afz`Se1@ 1672年,法國(guó)一位中學(xué)科學(xué)課教師卡塞格林提出了一種新的反射望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)方案,主鏡像格雷戈里設(shè)想的一樣,使用凹的拋物面,副鏡則是凸的雙曲面。但是,像格雷戈里一樣,因?yàn)榧夹g(shù)上的限制,很多年以后,卡塞格林的設(shè)計(jì)才擺脫了紙上談兵的困境。
honh'j +|A`~\@N 牛頓式的早期的反射望遠(yuǎn)鏡雖然消除了色差,但是還存在原先的折射望遠(yuǎn)鏡所具有的另一種光學(xué)缺陷——球差。這些望遠(yuǎn)鏡因?yàn)槭褂们蛎娣瓷溏R,所以靠近反射鏡中心的光線與靠近反射鏡邊緣的光線被反射到不同的焦點(diǎn)上。除非能把反射鏡磨制成其他曲面,不然球差這個(gè)問(wèn)題將一直困擾著反射望遠(yuǎn)鏡,使得它暫時(shí)位居折射望遠(yuǎn)鏡之下。
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