“望远镜”知多少

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  生:从门镜里看人总是把人看远了,这是为什么?
  师:门镜又称为“猫眼”,主要由凹透镜、凸透镜组合而成,能成正立缩小的虚像,请看光路图。
  生:既然近物可以变远,那么远物是否可以变近呢?
  师:不妨一试:
  以凹透镜(f=-75mm)作为目镜,以凸透镜(f=300mm)作为物镜,使两镜相距150mm左右,调整目镜,你看到了什么?
  生:正立的虚像。
  师:这就是最早的伽利略望远镜,再试一试。
  以f=50mm的凸透镜作为目镜,以f=300mm的凸透镜作为物镜,使两镜相距约30mm,观察远处的建筑物或树木,调整目镜,你看到什么?
  生:倒立的像。
  师:这就是最早的开普勒望远镜,但他后来加了第三个目镜,把倒像变为正像,这就成了现代光学天文望远镜的雏形。
  生:望远镜是谁发明的?
  师:望远镜的发明有点偶然性,世界上第一架望远镜是荷兰的一位眼镜制造师利佩尔席于1608年做成的,据说,有一天利佩尔席无意地将一块双凸透镜和一块双凹透镜组合在一起,对准附近的一座教堂尖顶上的风标看,只见风标明显地放大了,距离似乎也近了,这使他又惊又喜,后来他还为此申请专利,并引起了一场发明权之争。
  望远镜的发明虽属偶然,但在荷兰首先发明却不是偶然的,因为当时荷兰的眼镜片制造业比较发达,几百年来,荷兰在研磨玻璃和宝石方面已发展了一套全面的技术,居于世界领先地位,为望远镜的发明准备了条件。
  


  当时,许多人对望远镜的热心纯属好奇,有人视之为玩具:有人视之为生财之道;但是,也有人是从科学的需要出发,认为找到了极有用的观察工具,可以帮助人们扩大眼界,伽利略就是其中的一位,1609年,当他得知发明望远镜的消息后,激动不已,立即亲自动手制作望远镜,并用来进行天文观测。
  伽利略用他自制的望远镜观察月亮,发现月球上有许多山岭和火山口;对准木星,发现木星有卫星;对准太阳,发现了黑子,还从黑子判断出太阳也在转动。
  伽利略经过多年用望远镜观察天体,得到了确凿的证据,有力地支持了哥白尼的日心说,可是不幸是,由于没有采取保护措施,伽利略长期直接用望远镜观测太阳,导致他晚年双目失明。
  伽利略的望远镜以凹透镜作为目镜,观察到的是正立的像。但视场较小,开普勒采用凸透镜作为目镜,可以得到更大的视场。
  物镜是光学天文望远镜的主体,按物镜不同,光学天文望远镜可以分为折射望远镜、反射望远镜、折反射望远镜三类,望远镜口径增大时,可以看到更暗的星星,由于分辨率与望远镜口径成正比,因此目前光学望远镜的口径越做越大,已达到10m以上。
  射电望远镜用来观测和研究来自天体的射电波,包括收集射电波的定向天线、放大射电信号的高灵敏度接受机及信息记录、处理和显示系统等,经典射电望远镜的基本原理和光学发射望远镜相似,因此,射电望远镜天线大多是抛物面,20世纪40年代和50年代初,创制了许多新型射电望远镜,为提高分辨率,通常用多面天线排列天线阵,排列方式有“一字排列”“十字排列”“Y形排列”等。
  20世纪90年代以来,为了避免地球大气对天体观测的影响,各国都正在兴建并陆续投入一批大型的空间观测设备,1990年升空的美国“哈勃”空间望远镜,是目前天文观测项目中规格最大、投资最多、最受公众注目的空间设备,经过1993年的成功维修后,这一设备在天文观测研究中取得了许多重要成果。
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