第一架天文望远镜由谁发明的?

Question

第一架天文望远镜由谁发明的?

Answer 1

1.望远镜的发展史
17世纪初的一天,荷兰小镇的一家眼镜店的主人利伯希（Hans Lippershey）,为检查磨制出来的透镜质量,把一块凸透镜和一块凹镜排成一条线,通过透镜看过去,发现远处的教堂塔尖好象变大拉近了,于是在无意中发现了望远镜的秘密.1608年他为自己制作的望远镜申请专利,并遵从当局的要求,造了一个双筒望远镜.据说小镇好几十个眼镜匠都声称发明了望远镜,不过一般都认为利伯希是望远镜的发明者.
望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开了,意大利科学家伽利略得知这个消息之后,就自制了一个.第一架望远镜只能把物体放大3倍.一个月之后,他制作的第二架望远镜可以放大8倍,第三架望远镜可以放大到20倍.1609年10月他作出了能放大30倍的望远镜.伽里略用自制的望远镜观察夜空,第一次发现了月球表面高低不平,覆盖着山脉并有火山口的裂痕.此后又发现了木星的4个卫星、太阳的黑子运动,并作出了太阳在转动的结论.几乎同时,德国的天文学家开普勒也开始研究望远镜,他在《屈光学》里提出了另一种天文望远镜,这种望远镜由两个凸透镜组成,与伽利略的望远镜不同,比伽利略望远镜视野宽阔.但开普勒没有制造他所介绍的望远镜.沙伊纳于1613年—1617年间首次制作出了这种望远镜,他还遵照开普勒的建议制造了有第三个凸透镜的望远镜,把二个凸透镜做的望远镜的倒像变成了正像.沙伊纳做了8台望远镜,一台一台地云观察太阳,无论哪一台都能看到相同形状的太阳黑子.因此,他打消了不少人认为黑子可能是透镜上的尘埃引起的错觉,证明了黑子确实是观察到的真实存在.在观察太阳时沙伊纳装上特殊遮光玻璃,伽利略则没有加此保护装置,结果伤了眼睛,最后几乎失明.荷兰的惠更斯为了减少折射望远镜的色差在1665年做了一台筒长近6米的望远镜,来探查土星的光环,后来又做了一台将近41米长的望远镜.
使用透镜作物镜的望远镜称为折射望远镜,即使加长镜筒,精密加工透镜,也不能消除色象差,牛顿曾认为折射望远镜的色差是不可救药,后来证明过分悲观的.1668年他发明了反射式望远镜,斛决了色差的问题.第一台反望远镜非常小,望远镜内的反射镜口径只有2.5厘米,但是已经能清楚地看到木星的卫星、金星的盈亏等（见附图1）.1672年牛顿做了一台更大的反射望远镜,送给了英国皇家学会,至今还俣存在皇家学会的图书馆里.1733年英国人哈尔制成第一台消色差折射望远镜.1758年伦敦的宝兰德也制成同样的望远镜,他采用了折射率不同的玻璃分别制造凸透镜和凹透镜,把各自形成的有色边缘相互抵消.但是要制造很大透镜不容易,目前世界上最大的一台折射式望远镜直径为102厘米,安装在雅弟斯天文台.1793年英国赫瑟尔（William Herschel）,制做了反射式望远镜,反射镜直径为130厘米,用铜锡合金制成,重达1吨.1845年英国的帕森（William Parsons）制造的反射望远镜,反射镜直径为1.82米.1917年,胡克望远镜（Hooker Telescope）在美国加利福尼亚的威尔逊山天文台建成.它的主反射镜口径为100英寸.正是使用这座望远镜,哈勃（Edwin Hubble）发现了宇宙正在膨胀的惊人事实.1930年,德国人施密特（Bernhard Schmidt）将折射望远镜和反射望远镜的优点（折射望远镜像差小但有色差而且尺寸越大越昂贵,反射望远镜没有色差、造价低廉且反射镜可以造得很大,但存在像差）结合起来,制成了第一台折反射望远镜.
战后反射式望远镜在天文观测中发展很快,1950年在帕洛玛山上安装了一台直径5.08米的海尔（Hale）反射式望远镜.1969年在前苏联高加索北部的帕斯土霍夫山上安装了直径6米的反射镜.1990年,NASA将哈勃太空望远镜送入轨道,然而,由于镜面故障,直到1993年宇航员完成太空修复并更换了透镜后,哈勃望远镜才开始全面发挥作用.由于可以不受地球大气的干扰,哈勃望远镜的图像清晰度是地球上同类望远镜拍下图像的10倍.1993年,美国在夏威夷莫纳克亚山上建成了口径10米的“凯克望远镜”,其镜面由36块1.8米的反射镜拼合而成.2001设在智利的欧洲南方天文台研制完成了“超大望远镜”(VLT),它由4架口径8米的望远镜组成,其聚光能力与一架16米的反射望远镜相当.现在,一批正在筹建中的望远镜又开始对莫纳克亚山上的白色巨人兄弟发起了冲击.这些新的竞争参与者包括30米口径的“加利福尼亚极大望远镜”（California Extremely Large Telescope,简称CELT）,20米口径的大麦哲伦望远镜（Giant Magellan Telescope,简称GMT）和100米口径的绝大望远镜（Overwhelming Large Telescope,简称OWL）.它们的倡议者指出,这些新的望远镜不仅可以提供像质远胜于哈勃望远镜照片的太空图片,而且能收集到更多的光,对100亿年前星系形成时初态恒星和宇宙气体的情况有更多的了解,并看清楚遥远恒星周围的行星.
2.伽利略发明了天文望远镜.第一个提出反射望远镜方案的是英国数学家J.格雷戈里;第一个亲手制造第一架反射望远镜的是英国科学家牛顿.
用反射镜作物镜的望远镜.反射望远镜光学性能的重要特点是没有色差.其他
像差在理论上虽然可以得到消除,但工艺复杂,实用的反射望远镜为了避免像 差,视场一般比较小,可以通过像场改正透镜扩大视
场.反射镜的材料要求膨 胀系数小,应力较小和便于磨制.镜面通常镀铝,在红外区及紫外区都能得到 较好的反射率.反射望远镜
的镜筒一般比较短,便于支撑.现代高科技反射望 远镜还具有镜面自适应光学系统和主动光学系统,可以补偿大气扰动干扰和镜 面应
力及风力引起的变形抖动.
反射望远镜中常用的有主焦点系统、牛顿系统、卡塞格林系统、格里高里系统、 折轴系统等,通过镜面的变换,在同一个望远镜上可
以分别获得主焦点系统（ 或牛顿系统）、卡塞格林系统和折轴系统.这些系统的焦点,分别称为主焦点、 牛顿焦点、卡塞格林焦
点、格里高里焦点和折轴焦点等.单独用上述一个系统 作望远镜时,分别称为牛顿望远镜、卡塞格林望远镜、格里高里望远镜、折轴
望远镜. 大型光学反射望远镜主要用于天体物理研究,特别是暗弱天体的分光、测光以 及照相工作.
中国目前最大的光学望远镜是2.16米. 目前世界上最大的望远镜是位于夏威夷的凯克望远镜,直径10米,由36面1.8米 的六角型镜面拼合而成,耗资一亿三千万美
圆,主要是由美国的一个企业家凯 克捐助修建的,第一面凯克望远镜建造成功后,凯克基金会又投资修建了凯克 二号望远镜,两座挨在一起,威力无比；另外的大
型望远镜有美国国立天文台 位于南北两半球的两个八米望远镜,一座位于夏威夷,一座位于智利,合称双 子座望远镜；日本人在夏威夷建造了一座八米的称为昴星
团望远镜；下世纪欧 洲南方天文台将建成四座八米望远镜,组合口径相当于15米!