望远镜

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December 4, 2021

望远镜(来自希腊语 τῆλε - “远” + σκοπεῖν - “看,看”),副手。双筒望远镜是一种用于观察远处物体的远视装置,最初由三位发明家汉斯·利珀斯盖、扎卡里·詹森和雅各布·马修斯于 1608 年设计。由伽利略伽利莱在 1609 年显着改进。“望远镜”一词也用于表示用于观察人眼不可见的电磁波(红外线、紫外线、X 射线、伽马和射电望远镜)以及记录非电磁辐射(中微子和引力)的天文仪器望远镜。

历史

已知最早的工作望远镜出现于 1608 年,它们的创造归功于汉斯·利珀斯盖 (Hans Lippersgey)。许多其他声称发明了望远镜的人包括来自米德尔堡的荷兰眼镜制造商扎卡里·詹森和阿尔克马尔的雅各布·马修斯。这些早期折射望远镜的设计由凸透镜和凹目镜组成。伽利略在第二年使用了这种设计。 1611 年,约翰·开普勒描述了如何制造带有凸透镜和凸目镜的望远镜,1655 年克里斯蒂安·惠更斯等天文学家制造了强大但笨拙的开普勒望远镜,并连接了目镜。 Hans Lippersgay 是第一个为望远镜的发明申请专利的人。Isaac Newton 于 1668 年建造了第一个“实用”的反射器,其设计它由一个小的平面对角镜组成,用于将光线反射到安装在望远镜侧面的目镜中。 1672 年,Laurent Cassegren 描述了一种反射器的设计,该反射器带有一个小的凸面副镜,以通过主镜中的中心孔反射光线。消色差镜头,可显着减少镜头中的色差,使望远镜更短、更实用。这样的望远镜出现在 1733 年,它是由 Chester Moore Hall 制造的,但他没有发表。约翰·多兰 (John Dolland) 得知霍尔的发明,并于 1758 年开始制造望远镜并将其用于商业目的。反射望远镜历史上的重要事件是约翰·哈德利 (John Hadley) 于 1721 年创造的大型抛物面镜,即莱昂·福柯 (Leon Foucault) 于 1857 年引入的镀银镜工艺。并于1932年在镜面反射器上采用了长期镀铝涂层。几乎所有今天使用的大型光学研究望远镜——反射器。射电望远镜(以及射电天文学)的时代诞生于 1931 年 Karl Janski 偶然发现的宇宙射电辐射。在 20 世纪,开发了多种类型的望远镜,其波长范围很广,从无线电到伽马射线。

望远镜的种类

光学望远镜

从结构上讲,光学望远镜是一个安装在支架上的管(实心、框架或桁架)。望远镜的光学系统由若干光学元件(透镜、反射镜)组成。建立在透镜光学系统(屈光度)基础上的望远镜称为折射镜。带有反射镜(反射)系统的望远镜称为反射镜。具有混合光学系统(反射镜)的望远镜称为折反射。后者尤其包括 Cassegrain (1672)、Richie-Chrétien (1922-1928)、Schmidt (1930) 和 Maksutov (1941) 的望远镜。每个光学系统都有其优点和缺点。第一个用于天文观测的光学仪器是伽利略计划(1609 年)的望远镜折射仪。最简单的伽利略望远镜由两个透镜组成 - ob '透镜为双侧凸透镜(预制透镜),目镜为双侧凹透镜(散射透镜)。大型望远镜主要是反射镜。制造大透镜要困难得多——您需要实现玻璃毛坯的高度均匀性并处理透镜的两个表面(而不是镜面中的一个)。最大的内置折射镜的透镜直径为一米。此外,镜头透镜具有显着的光学像差,其中主要是色差和球面。这两种像差都没有抛物面形反射镜。最大的内置折射镜的透镜直径为一米。此外,镜头透镜具有显着的光学像差,其中主要是色差和球面。这两种像差都没有抛物面形反射镜。最大的内置折射镜的透镜直径为一米。此外,镜头透镜具有显着的光学像差,其中主要是色差和球面。这两种像差都没有抛物面形反射镜。

预约

望远镜有三个主要用途: 在接收装置(眼睛、照相底片、光谱仪等)上收集天体发出的微弱辐射,使您可以看到暗淡的物体;在焦平面上构建一个物体或天空某一部分的图像,它可以让你捕捉它;区分距离较近的物体,在观察过程中用肉眼合并。望远镜的主要光学部件是一个透镜,它收集光线并构建物体或部分天空的图像。镜头通过管子(tube)与接收装置相连。承载管道并确保其在空中引导的机械结构称为安装。如果光接收器是眼睛(在目视观察期间),那么你肯定需要一个目镜,其中考虑了由镜头构成的图像。摄影、光电或光谱观察不需要目镜。照相底片、电子光度计的输入光阑、光谱仪的狭缝等。直接安装在望远镜焦平面附近。带透镜的望远镜称为折射镜,即折射式望远镜。由于不同波长的光线的折射方式不同(这种现象称为光色散),因此单个透镜会产生彩色图像。这种现象称为色差。在由具有不同折射率的玻璃制成的两个透镜(消色差透镜或消色差透镜)组成的透镜中,色差在很大程度上被消除。反射定律不依赖于波长,当然,出现了用凹球面镜代替透镜的想法。这种望远镜称为反射镜,即反射式望远镜。第一个反射器(直径仅 3 厘米,长 15 厘米)由艾萨克·牛顿于 1671 年建造。然而,球面镜不会在一个点收集平行光束,它会在焦点上产生略微模糊的图像。这种畸变称为球面像差。如果镜子被赋予旋转抛物面的形状,球面像差就会消失。沿其轴指向这种抛物面的平行光束聚集在焦点上,几乎没有失真(除了由于衍射不可避免的模糊)。因此,现代反射镜都有抛物面(parabolic)镜面。到十九世纪末,望远镜观测的主要目的是研究天体的可见位置。对彗星和行星盘上部分的观测发挥了重要作用。所有这些观察都是目视进行的,带有双透镜的折射仪完全满足了天文学家的需求。

二十世纪的望远镜

在十九世纪末(尤其是二十世纪),天文科学的性质发生了有机的变化。大多数研究已转向天体物理学和恒星天文学。研究的主要课题是太阳、行星、恒星、恒星系统的物理特性。新的辐射接收器出现了——一个照相板和一个光电管。光谱学开始得到广泛应用。因此,对望远镜的要求发生了变化。对于天体物理学研究,希望望远镜的光学系统不对可用波长范围施加限制:地球的大气层已经非常有限。然而,玻璃(制造镜片的材料)会吸收紫外线和红外线辐射。感光乳剂和光电管在比眼睛更宽的光谱范围内敏感,因此在使用这些接收器时色差会产生更强的影响。因此,天体物理学研究需要反射器。此外,大反光镜比双透镜消色差镜更容易制作:需要以光学精度加工反射镜的一个表面(而不是四个透镜表面),同时对光学精度没有特殊要求。玻璃的均匀性。这一切导致反射器成为天体物理学的主要工具。折射器仍然用于天体测量工作,因为在天体测量中必须以最高精度测量光的位置。事实是,反射器对镜子的小意外旋转非常敏感:由于入射角等于反射角,镜子旋转某个角度 α 会使图像移动角度 2α。类似的转弯折射镜中的透镜产生的偏移要小得多。带有抛物面镜的反射器可以非常清晰地构建图像,尽管只要图像保持在光轴附近,就可以认为是理想的图像。当从轴上移除时,会出现扭曲。因此,只有一面抛物面镜的反射器无法拍摄大面积的天空,这对于研究星团、星系和银河星云是必要的。因此,对于需要大视野的观测,开始建造组合镜面望远镜,其中镜面的像差通过薄透镜——玻璃制成的弯月面进行校正,对紫外线是透明的。过去(十八至十九世纪)的反射镜由特殊合金制成,但后来由于技术原因,配镜师改用玻璃镜,加工后,它会覆盖一层具有高反射系数的金属薄膜(最常见的是铝)。

安装

一项艰巨的技术任务是将望远镜对准物体并对其进行跟踪。毕竟,由于地球的自转,恒星和其他天体在天球中进行可见的昼夜运动。望远镜的安装始终有两个相互垂直的轴,围绕它的旋转使您几乎可以将其指向天空的任何部分。大多数望远镜安装在赤道仪上,其中一个轴指向世界极点(极轴),另一个位于天赤道平面(直升轴)。赤道仪上的望远镜称为赤道仪。赤道仪的优点是在望远镜的视场(瞄准后)内对灯具的跟踪,只绕一个轴旋转,旋转均匀。对于这种旋转,您可以使用像时钟这样的简单机制。这在长期观察、拍摄弱物体等过程中尤为重要。在垂直方位安装中,一个轴指向天顶,另一个位于水平面。为了在方位角安装时保持天体的视线,必须围绕两个安装轴(水平和垂直)旋转,此外,这种运动必须是不均匀的。但是对于大质量望远镜,轴的垂直和水平排列大大简化了变形的设计和计算。因此,最大的地面望远镜就使用这样的方案(尽管跟踪灯光运动的控制更复杂)。在大型望远镜中,这种支架于 1976 年在苏联首次用于 6 米反射镜,它被命名为 BTA(俄语:Большой Телескоп Азимутальный)。

射电望远镜

射电望远镜是定向天线,通常是抛物线。由于射电范围比光学范围宽得多,射电望远镜的设计可能会有很大差异。

世界上最著名的望远镜

折射镜

最著名的折射望远镜的位置和孔径。York Observatory - 102 cm 瑞典太阳望远镜 - 100 cm Lika Observatory - 91 cm Paris Observatory - 83 cm 和 62 cm Nice Observatory - 76 cm Archengold Observatory - 68 cm(焦距 21 m,最长的现代折射镜) 维也纳大学 - 68 cm洛弗尔天文台 - 61 厘米沙博空间科学中心 - 51 厘米格里菲斯天文台 - 30.6 厘米

聚光灯

Shane BTA 镜面望远镜 加那利群岛大望远镜 甚大望远镜 欧洲特大望远镜

飞机上的望远镜

用于天文观测的红外平流层天文​​台 (SOFIA)

太空望远镜

哈勃河马赫歇尔开普勒詹姆斯韦伯

笔记

来源

望远镜//天文百科辞典/通用。编。IA Klymyshyn 和 AO Korsun。- 利沃夫:头。天文学家。乌克兰国家科学院天文台:利沃夫。自然 大学 伊万弗兰科,2003。 - 第 470 页。 - ISBN 966-613-263-X。

知名望远镜制造商

CELESTRON(美国) iOPTRON(美国) KONUS(意大利) MEADE(美国) SKY WATCHERS(美国) SIGETA(乌克兰) VIXEN(日本)

关联

望远镜 // 通用词典-百科全书。- 4 种类型。- К.: Тека, 2006. 望远镜天文俱乐部的视频评论 - AstroScope.UA