Ⅰ 望遠鏡是怎樣發明的
17世紀初的一天,荷蘭小鎮的一家眼鏡店的主人利伯希為檢查磨製出來的透鏡質量,把一塊內凸容透鏡和一塊凹鏡排成一條線,通過透鏡看過去,他發現遠處的教堂塔尖好像變大拉近了,於是他在無意中發現瞭望遠鏡的秘密。1608年他為自己製作的望遠鏡申請了專利,製造了第一個雙筒望遠鏡。
望遠鏡發明的消息很快在歐洲各國流傳開。義大利科學家伽利略得知這個消息之後,就自製了一個第一個折疊式望遠鏡,用以驗證哥白尼的理論,並且率先用望遠鏡觀測天上的星體。伽利略不僅看到了太陽黑子,還觀測到了月球上的隕石坑。
而另外一種常見的望遠鏡——反射式望遠鏡,則是由大家熟知的牛頓所發明的。反射式望遠鏡的發明是為了要消除色差所造成的影像影響。
Ⅱ 望遠鏡是誰發明的
說到伽利略與望遠鏡的發明,其實他並不是發明者。大約在1609年,他聽說佛蘭德斯伽利略的望遠鏡之一。(Flanders)有一位眼鏡製造商發明了一種器具,是一根裝有透鏡的管子,通過它可以觀看到還在海上的船隻上的細節,甚至看到爬在帆纜上的水手。根據傳聞,伽利略推斷它應該是如何設計,並且自己動手做了一套。即便他不是第一位製造望遠鏡的人,但他無疑是第一位想到用它對天空作系統觀察的人,而不只是用來辨認海上船隻和戰爭中觀察軍隊的動向。他把望遠鏡對准月亮、恆星(包括銀河系)與眾行星。他所看到的一切在17世紀的歐洲引起了巨大的轟動。
他發現,月亮並不像亞里士多德以來大多數天文學家和哲學家所假設的那樣,是光滑和完美的球體。他根據自己的觀察寫道:「我確信,月亮的表面並不像大多數哲學家所想的那樣,是完全光滑、沒有高低不平、完美的球體……月亮上的坑坑窪窪……之大,似乎在大小和規模上都超過了地球表面的崎嶇不平。」事實上,他看到了月亮上有高山和暗色的區域,他稱之為「月海」(這個名稱現在還在用著,盡管我們現在知道,月亮上實際不存在水)。
後來的一個晚上,使他十分驚奇的是,當他盯住木星時,他發現靠近這顆行星有三顆,後來又發現一顆,一共四顆未知的星體,他稱之為「新星」。以前從未有人看到過它們。現在人們稱之為木星的「伽利略衛星」,以示對伽利略的尊敬,它們都是圍繞木星運轉的巨型衛星,取名為:木衛一——愛莪(Io)、木衛二——歐羅巴(Europa)、木衛三——蓋尼米得(Ganymede)和木衛四——卡利斯托(Callisto)。但是,它們都太小,用肉眼是看不見的;這是人們第一次憑借足夠的放大儀器看見它們。
木星衛星的發現對於哥白尼的日心說有特殊的意義。許多反駁者攻擊哥白尼體系時說,如果地球不是在宇宙的中心,那麼,為什麼只有地球才有月亮圍繞著它旋轉呢?現在伽利略找到了另一個行星,它不只有一個,而是有四個衛星!
許多其他的發現接踵而來。伽利略把望遠鏡轉向金星,發現這顆行星也和月亮一樣,具有相位——會經歷盈虧過程。由此他得出結論,金星也和月亮一樣,不是自己發光,而是反射太陽的光。對金星的新發現看來也符合哥白尼的革命思想,以及開普勒所作的修改。看起來,伽利略的望遠鏡已經使哥白尼的「古怪思想」變得越來越可能了。
1610年,伽利略把他的觀察發表在一本名為《星際使者》(Sidereus nuncius)的小冊子里。結果他贏得了巨大的名聲和成功。他成了美第奇宮廷科西莫二世(CosimoⅡde'Medici,1590—1621)托斯卡納(Tuscany)大公爵的「哲學家和首席數學家」。他被選進科學家的骨幹團體——林琴學院(Accademia dei Lincei,也可譯為山貓學院,名字取自視覺最銳利的動物山貓)。當然,伽利略也招來了不少同輩人的忌妒。
同年7月,伽利略把望遠鏡轉向土星。在此他發現了另一件讓人驚奇的事:他發現在土星那黃色球體兩側,看上去像是有突出物或把手樣的東西。他秘密寫信給他的資助人、勢力強大的美第奇家族成員:
「我發現了另一個非常奇怪的景觀,應該讓殿下知曉……但是,請保守秘密,直到我的工作發表……土星不是單一的星體,而是由三顆星組成,它們彼此緊密接觸,從不變換位置,並且沿著黃帶道排成一列,中間那個比邊上兩個大三倍,它們的位置呈如下形式:o○o。」
然後,他用代碼組成字謎,以表示他作出發現的日期。這是一條經重新排列後沒有意義的拉丁文短句(smais mr milmep oet ale umibunen ugttauir as)。但是,它是如此簡短以至不可能給人留下把柄,據說迄今為止還有其他不為人知的發現。今天,科學家仍然為一項發現能否得到認可而煩惱,不過定期出版的同行評議(peer review)期刊,為某項發現的公開發表提供了正式渠道。第一個提交研究結果的論文,並且通過其他內行科學家評審(同行評議)的研究者,在大多數情況下,就獲得了出版許可。伽利略當時沒有這樣的制度安排。所以,字謎就提供了發現的日期和這一事實,只要把字母重新排列,就可以表明某項發現確曾已被做出。在使發現公之於眾之前,伽利略還要再多想想,他看見的究竟是什麼。
他所看到的一直使他迷惑。事實上,有時土星看起來像是「三聯體」行星。這令人困惑,但是在他的望遠鏡里圖像實在是太模糊了,難以看得更清楚。最後,他又以字謎形式公布答案:Altissimum planetam tergeminum observavi,意思是「我觀察到了最高的行星(即土星)的三聯組合」。(當時土星是人們知道的最遠的行星,所以是「最高的」)。
使伽利略更為驚奇的是,兩年後的1612年,把手,或者三聯體似乎又消失了。正是他首次觀察到這一光學贗像,這是由於地球剛好與土星光環處於同一平面上,所以地球上的觀察者只能看到光環的邊緣。由於光環很薄,用他的望遠鏡不可能看到。
在1655年以前,沒有人能夠作出更好的解釋。這一年,荷蘭的物理學家和天文學家惠更斯(Christiaan Huygens,1629—1695)運用更大的、經過改良的望遠鏡,看到了伽利略沒有能夠看到的東西。惠更斯起初也用密碼寫下這一發現。一旦確證,他隨即公布消息。他認識到,土星周邊彌漫著「一個薄薄的扁平的環,環與土星沒有實質性接觸。」
Ⅲ 簡森發明望遠鏡的故事
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17世紀初的一天,荷蘭小鎮的一家眼鏡店的主人利伯希(HansLippershey),為檢查磨製出來的透鏡質量,把一塊凸透鏡和一塊凹鏡排成一條線,通過透鏡看過去,發現遠處的教堂塔尖好像變大拉近了,於是在無意中發現瞭望遠鏡的秘密。1608年他為自己製作的望遠鏡申請專利,並遵從當局的要求,造了一個雙筒望遠鏡。據說小鎮好幾十個眼鏡匠都聲稱發明瞭望遠鏡,不過一般都認為利伯希是望遠鏡的發明者。
望遠鏡發明的消息很快在歐洲各國流傳開了,義大利科學家伽利略得知這個消息之後,就自製了一個。第一架望遠鏡只能把物體放大3倍。一個月之後,他製作的第二架望遠鏡可以放大8倍,第三架望遠鏡可以放大到20倍。1609年10月他作出了能放大30倍的望遠鏡。伽里略用自製的望遠鏡觀察夜空,第一次發現了月球表面高低不平,覆蓋著山脈並有火山口的裂痕。此後又發現了木星的4個衛星、太陽的黑子運動,並作出了太陽在轉動的結論。
幾乎同時,德國的天文學家開普勒也開始研究望遠鏡,他在《屈光學》里提出了另一種天文望遠鏡,這種望遠鏡由兩個凸透鏡組成,與伽利略的望遠鏡不同,比伽利略望遠鏡視野寬闊。但開普勒沒有製造他所介紹的望遠鏡。沙伊納於1613年—1617年間首次製作出了這種望遠鏡,他還遵照開普勒的建議製造了有第三個凸透鏡的望遠鏡,把二個凸透鏡做的望遠鏡的倒像變成了正像。沙伊納做了8台望遠鏡,一台一台地觀察太陽,無論哪一台都能看到相同形狀的太陽黑子。因此,他打消了不少人認為黑子可能是透鏡上的塵埃引起的錯覺,證明了黑子確實是觀察到的真實存在。在觀察太陽時沙伊納裝上特殊遮光玻璃,伽利略則沒有加此保護裝置,結果傷了眼睛,最後幾乎失明。荷蘭的惠更斯為了減少折射望遠鏡的色差在1665年做了一台筒長近6米的望遠鏡,來探查土星的光環,後來又做了一台將近41米長的望遠鏡。
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Ⅳ 望遠鏡是什麼時候發明的
利珀希是荷蘭的一個眼鏡製造商。他的一個孩子趁他不在時,偷偷玩弄讓其照料的那些透鏡。玩呀,玩呀,最後當孩子把兩塊透鏡放在眼前,一塊離眼近一塊離眼遠時,驚訝地發現遠處的原來看不清的東西竟然變得又大又近了!當利珀希回到店鋪時,孩子馬上把自己的這一發現告訴了他。這回,他並沒有因為孩子貪玩而打他。
利珀希很快就明白了這一發現的重要性。他想到人不可能老是手上拿著兩塊透鏡眺望遠方,這太不方便了。於是,他配備了一根金屬管,透鏡則安裝在管子兩端適宜的位置上。這樣,世界上第一個望遠鏡就誕生了,利珀希把它稱為「視管」。1612年,義大利紅衣主教的書記愛奧亞尼斯·狄米西亞尼建議用「望遠鏡」來稱呼利珀希的發明。1650年左右,這個詞開始流行。
那個時代,荷蘭正在進行一場反抗西班牙的獨立戰爭,已經苦戰了四十年。愛國的利珀希把自己發明的望遠鏡獻給了荷蘭政府,那時荷蘭共和國的最高行政長官莫里斯是一位賢能君主,他對科學很感興趣,因而立即看出這種儀器的重要性。他給利珀希一筆錢命令他為政府生產一批望遠鏡。荷蘭海軍作戰用瞭望遠鏡後,能在西班牙人發現他們之前就發現敵人,於是,荷蘭人就處於優勢地位。加上其他種種因素,荷蘭最終贏得了獨立戰爭。
Ⅳ 顯微鏡,望遠鏡的發明介紹
據說眼鏡大約同時在中國和歐洲出現,眼鏡的功能是提高視力或矯正視力的缺陷。眼鏡片主要是由加工磨製的凸透鏡和凹透鏡來擔當,中央比邊緣薄的是凹透鏡,用來糾正近視;中央比邊緣厚的是凸透鏡,用來糾正遠視。
17世紀荷蘭製造眼鏡的技術已經很精湛了,主要的工藝是磨製凸透鏡和凹透鏡。凸透鏡和凹透鏡經常與眼睛打交道,但是人們從來都沒有想到把凸透鏡和凹透鏡放在一起使用。
17世紀初的一天,荷蘭密特爾堡鎮一家眼鏡店的主人科比斯赫,為檢查磨製出來的透鏡質量,把一塊凸透鏡和一塊凹透鏡排成一條線,通過透鏡看去,發現遠處的教堂的塔好像變大而且拉近了,於是,他在無意中發現瞭望遠鏡原理。
科比斯赫馬上就明白了這一發現是非常有用的。他把透鏡安放在一根金屬管內適當的位置上,這就是世界上第一架望遠鏡,當時被稱作「窺鏡」,大概取有窺視他人行蹤作用之意。當時荷蘭正與西班牙作戰,望遠鏡在荷、西戰爭中起了作用。荷蘭艦隊的戰艦上備有望遠鏡,能在敵艦發現他們之前就先行發現敵艦的動向,從而使荷蘭艦隊取得了戰爭的主動權。1609年荷蘭與西班牙休戰,望遠鏡解密。
望遠鏡發明的消息很快在歐洲各國流傳開了,義大利科學家伽利略得知這個消息之後,就自製了一個。第一架望遠鏡只能把物體放大3倍。一個月之後,他製作的第二架望遠鏡可以放大8倍,三架望遠鏡可以放大到20倍。1609年10月他做出了能放大30倍的望遠鏡。伽利略製造的望遠鏡有兩架現在就收藏在義大利佛羅倫薩科學博物館。
就實質來說,望遠鏡只不過是擴大了的人眼。人眼的瞳孔只有六七毫米大小,而現代500厘米望遠鏡,聚光面積大約在20萬平方厘米左右。同肉眼所看到的恆星亮度比較起來,它的聚光能力使恆星的亮度增大100萬倍左右。望遠鏡延長了人眼的視線,實現了人類千里眼的夢想。
伽里略用自製的望遠鏡觀察夜空,第一次發現了月球表面高低不平,覆蓋著山脈並有火山口的裂痕(有人認為這是隕石沖擊所造成的)。
幾乎同時,德國的天文學家開普勒也開始研究望遠鏡,他在《屈光學》里提出了另一種天文望遠鏡,與伽利略的望遠鏡不同,這種望遠鏡由兩個凸透鏡組成,比伽利略望遠鏡視野開闊。但開普勒沒有製造他所介紹的望遠鏡。沙伊納於1613~1617年間首次製作出了這種望遠鏡,他還遵照開普勒的建議製造了有3個凸透鏡的望遠鏡,把2個凸透鏡做的望遠鏡的倒像變成了正像。
沙伊納做了8台望遠鏡,一台一台地去觀察太陽,無論哪一台都能看到相同形狀的太陽黑子。因此他打消了不少人認為黑子可能是透鏡上的塵埃引起的錯覺,證明了黑子確實是觀察到的真實存在。在觀察太陽時,沙伊納為鏡子裝上了特殊遮光玻璃,伽利略則因沒有加此保護裝置,使鏡片聚焦的巨大光能傷害了眼睛,最後幾乎失明。
荷蘭的惠更斯為了提高望遠鏡的精度,在1665年做了一台筒長近6米的望遠鏡,來探查土星的光環,後來又做了一台將近41米長的望遠鏡。
很多人都參加到製作望遠鏡的行列之中,牛頓使望遠鏡朝著不只是一個光線收集器的方向邁出了第一步。他發現,光線通過一塊玻璃製成的三棱鏡可以被分解成包括有紅、橙、黃、綠、青、藍、紫色組成的一條綵帶。牛頓稱其為「光譜」。這是因為光線從空氣射入玻璃和從玻璃射出空氣時受到偏折,或者說發生了「折射」。早期使用物鏡和目鏡的望遠鏡稱為折射望遠鏡,即使加長鏡筒,精密加工透鏡,也不能消除色像差。
牛頓曾認為折射望遠鏡的色像差不可救葯,後來證明是過分悲觀。1733年英國人哈爾製成一台消色差折射望遠鏡。1758年倫敦的寶蘭德也獨立研製了同樣的望遠鏡,他採用了折光率不同的玻璃分別製造凸透鏡子,把各自形成的有色邊緣相互抵消。而牛頓自己則於1668年發明了反射式望遠鏡,在這種望遠鏡中,他採用拋物面反向鏡代替透鏡來放大影像,這時,一切波長的光線都受到同樣的反向,因而在反射時不會形成光譜,也就沒有色差出現了,從而解決了色像差的問題。第一台反射式望遠鏡非常小,望遠鏡內的反射鏡直徑只有2.5厘米,但是已經能清楚地看到木星的衛星、金星的盈虧等。1672年牛頓做了一台更大的反射望遠鏡,送給了英國皇家學會,至今還保存在皇家學會的圖書館里。
反射式望遠鏡在天文觀測中發展很快。
望遠鏡最初最大的用處是觀察天體,人類藉助望遠鏡幾乎考察遍了太陽系所有的行星,並投向更遙遠的太空。值得一提的是,1857年義大利天文學家謝基用望遠鏡對火星觀察,他意外的發現了火星上的「海」與「海」之間似乎有一些線條把它們連接在一起,當然他的望遠鏡也很難看清楚這些線條是什麼,謝基發揮了他的想像力,他認為這些線條就是連接海與海之間的「水道」。1877年火星大沖,另一位義大利天文學家沙帕雷里這是觀察火星的好時機,當他把望遠鏡對准火星時,謝基所謂的水道,並不是彎彎曲曲的,而是平直且縱橫交錯的,於是他也突發奇想,認為這是人工開鑿的運河。他發表了一篇題為「一年可以狂妄一次」的論文,看來他對自己的想法也還拿不準。但是他的論文卻引起了人們對火星的嚮往,一時間有關火星的科幻小說層出不窮。雖然這只是人類對火星認識的一個插曲,但是人類的火星熱一直持續到今天。
望遠鏡在發現天王星、海王星、冥王星的過程中起了很大的作用。1781年3月13日移居英國的德國人威廉赫歇爾用自製的望遠鏡發現了天王星,但是他也拿不準,經過許多科學家的觀察和計算,認為威廉赫歇爾發現了太陽系第七個行星——天王星。
柏林天文台的加勒博士用望遠鏡發現了太陽系的第八顆行星——海王星。冥王星的發現大體與海王星類似。
如今,望遠鏡的使用越來越普遍,野外觀察、劇場觀看……而潛望鏡、瞄準鏡、準直鏡也都是採用瞭望遠鏡的原理。看似平常的望遠鏡走過的發明之路卻是不尋常的,包含的技術內涵也是諸多的。顯微鏡的發明顯微鏡是人類各個時期最偉大的發明物之一。在它發明出來之前,人類關於周圍世界的觀念局限在用肉眼,或者靠手持透鏡幫助肉眼所看到的東西。
顯微鏡把一個全新的世界展現在人類的視野里。人們第一次看到了數以百計的「新的」微小動物和植物,以及從人體到植物纖維等各種東西的內部構造。顯微鏡還有助於科學家發現新物種,有助於醫生治療疾病。上圖:這是17世紀英國科學家羅伯特·胡克的顯微鏡。它有一根內裝透鏡的簡易皮管,安放在一個可調整的架子上。灌滿水的玻璃球用來把光聚焦到物體上。
最早的顯微鏡是16世紀末期在荷蘭製造出來的。發明者可能是一個叫做札恰里亞斯·詹森的荷蘭眼鏡商,或者另一位荷蘭科學家漢斯·利珀希,他們用兩片透鏡製作了簡易的顯微鏡,但並沒有用這些儀器做過任何重要的觀察。
後來有兩個人開始在科學上使用顯微鏡。第一個是義大利科學家伽利略。他通過顯微鏡觀察到一種昆蟲後,第一次對它的復眼進行了描述。第二個是荷蘭亞麻織品商人安東尼·凡·列文虎克(1632年-1723年),他自己學會了磨製透鏡。他第一次描述了許多肉眼所看不見的微小植物和動物。
1931年,恩斯特·魯斯卡通過研製電子顯微鏡,使生物學發生了一場革命。這使得科學家能觀察到像百萬分之一毫米那樣小的物體。1986年他被授予諾貝爾獎。
Ⅵ 望遠鏡的發明故事
望遠鏡開闊了人們的視野,在科技、軍事、經濟建設及生活領域中有著廣泛的應用,天文望遠鏡有「千里眼」美譽之稱。
那麼,望遠鏡是怎樣發明出來的呢?讓我們追溯歷史,去尋覓天文望遠鏡在發展進程中留下的足跡。
早先的望遠鏡是玩具
17世紀初,在荷蘭的米德爾堡小城,眼鏡匠利珀希幾乎整日在忙碌著為顧客磨鏡片。在他開設的店鋪里各種各樣的透鏡琳琅滿目,以供客戶配眼鏡時選用。當然,丟棄的廢鏡片也不少,被堆放在角落裡的廢鏡片成了利珀希三個兒子的玩具。
一天,三個孩子在陽台上玩耍,小弟弟雙手各拿一塊鏡片靠在欄桿旁前後比劃著看前方的景物,突然發現遠處教堂尖頂上的風向標變得又大又近,他欣喜若狂地叫了起來,兩個小哥哥爭先恐後地奪下弟弟手中的鏡片觀看房上的瓦片、門窗、飛鳥……它們都很清晰,彷彿是近在眼前。利珀希對孩子們的敘述感到不可思議,他半信半疑地按照兒子說的那樣試驗,手持一塊凹透鏡放在眼前,把凸透鏡放在前面,手持鏡片輕緩平移距離,當他把兩塊鏡片對准遠處景物時,利珀希驚奇地發現遠處的視物被放大了,似乎就在眼前觸手可及。
這一有趣的現象被鄰居們知道了,觀看後也頗感驚異。此消息一傳開,米德爾堡的市民們紛紛來到店鋪要求一飽眼福,不少人願出一副眼鏡的代價買下可觀看物景變近的鏡片,買回去後當作「成人玩具」獨自享用,結果廢鏡片成了「寶貝」。受此啟示,具有市場經濟頭腦的利珀希意識到這是一樁有利可圖的買賣,於是向荷蘭國會提出發明專利申請。
1608年10月12日,國會審議了利珀希的申請專利後給予了回復,受理的官員指著樣品對發明人提出改進要求:能夠同時用兩隻眼睛進行觀看;「玩具」是大類,申請專利的這個玩具應有具體的名稱,利珀希很快照辦了。接著他又在一個套筒上裝上鏡片,並把兩個套筒聯結,滿足了人們雙眼觀看的要求,又經過冥思苦想將這個玩具取名為「窺視鏡」。這一年的12月5日,經改進後的雙筒「窺視鏡」發明專利獲得政府批准,國會發給他一筆獎金以示鼓勵。
伽利略天文望遠鏡問世
1609年6月,義大利天文學家和物理學家伽利略在威尼斯收到朋友寄來的一封信,告訴他有個荷蘭眼鏡商造出「窺視鏡」,利用鏡片的組合可看清遠處的景物。
伽利略獲得信息後意識到它具有在天文學上的應用價值,立即返回帕多瓦集中精力研究光學和透鏡,反復琢磨並親自動手將鏡片安裝在銅筒的兩端,銅筒則被定置在固定架上。最初望遠鏡只能放大3倍,在此基礎上,伽利略不斷地摸索改進,使望遠鏡能夠放大32倍,第一台天文望遠鏡就這樣問世了。
從1609年末到1610年初,伽利略在佛羅倫薩用這台劃時代的天文儀器進行天體觀測:發現月球表面布滿了凹坑和環形山;尋找到木星有四顆衛星,像月亮繞地球轉動一樣;看到銀河系是由無數星體組成;還觀測到太陽的黑子、金星的盈虧、土星的光環等。為把天象觀察結果公之於眾,伽利略於1610年3月在威尼斯出版了《星空使者》一書,揭示了這一系列重大的天文發觀而轟動了歐洲。
不久,德國天文學家開普勒也製造出一台新的望遠鏡,這台望遠鏡的物鏡和目鏡都是用凸透鏡組成,前端凸鏡為物鏡,用來收集光線,後面的凸鏡為目鏡則再次將景物放大。因此這台天文望遠鏡觀察到的景物是倒立的,他發明的這台望遠望被稱為「開普勒望遠鏡」。
開普勒用新的望遠鏡觀測天象,將恩師——丹麥天文學家第谷觀測到的777顆恆星擴展為1005顆,1627年編制並出版了《魯道夫星表》,因精確度高被視為標準星表。在整理第谷長達30年的天文觀測資料時,發現了行星運動的三大定律,後人贊頌開普勒是「宇宙的立法者」。
天文望遠鏡打開了宇宙的大門,伽利略發現了新宇宙,開普勒則為星空制定了法律。
牛頓與反射式望遠鏡
伽利略的天文望遠鏡與荷蘭利珀希發明的望遠鏡一樣,都是由凹凸兩透鏡組成的,包括開普勒望遠鏡,均被稱為「折射式望遠鏡」。由於鏡片的色散作用,「折射式望遠鏡」看到的景物都帶有彩色的邊緣,如何消除透鏡的「色差」這一缺陷呢?英國科學家牛頓試圖解決這個難題。
牛頓用三棱鏡做科學實驗,觀察發現玻璃能把白光分解成七色,這意味著鏡片可以把不同顏色的光聚集到不同的點,從而產生一種模糊而帶色的影像。牛頓在研究光的折射課題後,提出了「反射現象」的思路來設計望遠鏡。他認為光本身是一種折射率不同的復雜混合物,它是有規律的,一旦光線的反射角等於它們的入射角的時候,假如以反射現象為媒介,而且只要能夠找到一種反射材料,就可避免「色差」的缺陷。
1668年,牛頓把這個設想變成了現實,製成了世界上第一台反射式望遠鏡,這台輕巧的望遠鏡鏡筒直徑約有25毫米,全長約為150毫米。不久,牛頓又對望遠鏡進行改進,於1671年製成了第二台反射式望遠鏡,這台閃爍人類智慧之光的珍貴望遠鏡,至今仍保存完好,被英國皇家學會圖書館永久收藏。
牛頓研製的望遠鏡是用一個反射鏡代替物鏡,消除色差之後,推動瞭望遠鏡的發展。
琴師赫歇耳的重大貢獻
1757年秋天,法國軍隊佔領了德國,威廉?赫歇耳和他妹妹離開故土,漂泊流浪到英國,靠街頭和酒吧賣藝維持生計,過著艱辛的生活。可是,苦中有樂,這對兄妹對天文觀察有著濃厚的興趣,為了觀測星空,他們決定自己動手研製大口徑的反射望遠鏡。
望遠鏡的物鏡是一塊採用青銅材料的反射鏡,為了提高望遠鏡的取光作用和分辨能力,他們用手工將這塊青銅磨成高精度的拋物形鏡面;目鏡是一塊透鏡,由玻璃琢磨製成。兄妹倆經過數年的努力,終於製成了兩台當時世界上最大的天文望遠鏡,其中一台望遠鏡口徑為1.2米,焦距長達12米。
1781年春的一個晴朗的夜晚,兄妹倆來到望遠鏡旁觀察天象。當鏡筒對准雙子星座,此時有一顆不尋常的六等小星進入他們的視線,引起了赫歇耳的注意。對星空非常熟悉的赫歇耳立即判斷它是一顆未知的新星,經過連續半個月的跟蹤觀察,終於確定它是太陽系的一顆新行星——天王星,這一天是3月13日。為了嘉獎威廉?赫歇耳發現天王星,英皇喬治三世御封他為英國皇家天文學家。
在天文望遠鏡的發展進程中,赫歇耳的功績是首創了拋物形鏡面,依據它的原理,為後來獲得廣泛使用的折反射式天文望遠鏡製造奠定了基礎。同時,赫歇耳開了製造大口徑反射式望遠鏡的先河,從那以後,科學家為了觀測到更多的星體,又製造出了口徑更大的反射式望遠鏡。1845年,英國天文學家羅斯造出了口徑為1.84米的反射式望遠鏡。
歷史總在不斷地前進,1913年,美國威爾遜天文台裝備的反射式望遠鏡口徑增大到2.54米。由於望遠鏡口徑的增大,致使人們對宇宙的觀測和研究也逐步深入起來。美國在1948年製造出了口徑達5.08米的反射式望遠鏡,它那鍍銀的拋物面玻璃反射鏡竟重達14.5噸,這台望遠鏡被定置在帕洛馬山天文台;1975年,蘇聯製造出了一台口徑達6米的反射式望遠鏡,這台巨型望遠鏡僅轉動部分就重達800噸,是目前世界上最大的反射式望遠鏡。
沿著科學發展的現代望遠鏡
1930年,德國光學家施密特發明了折反射式天文望遠鏡,這台望遠鏡裝有設計十分奇特的改正透鏡,其前面是平的,後面則是一個中間凸兩邊凹的曲面,它可消除幾種主要象差,以獲得相對大的口徑及大的視場,用來拍攝天空廣大區域。
現代望遠鏡的研製仍在繼續,美國工程師雷伯是無線電愛好者,1937年,他在芝加哥郊區的寓所後院,安裝了一台直徑為9.45米的拋物面反射器,以其代替透鏡;1938年初,雷伯開始用它進行觀測,並接收來自太陽和其他天體的射電波,世界上第一台射電望遠鏡研製成功。
第二次世界大戰後,隨著科學技術水平的日趨提高,射電望遠鏡極大地擴展了人們的視野。巨碗似的天線能收集來自宇宙深處的微弱電波,當電波由天線傳入接收機後,接收機屏幕則將波形放大,並自動記錄供天文學家進行研究分析,由此揭開了一個又一個的宇宙之謎。20世紀60年代,天文學家發現的星際有機分子、類星體、脈沖星以及微波背景輻射等,都是射電望遠鏡創建的功績。
為了揭開宇宙深處的奧秘,望遠鏡再創輝煌。美國在1962年策劃了「空間望遠鏡」的研製。1990年4月25日,太空梭「發現號」將一台名為「哈勃」的空間光學望遠鏡發射進入太空軌道。這台空間望遠鏡由光學望遠鏡、科學儀器艙及保障系統三大部分組成,其外形呈圓柱形,長為13.3米,直徑為4.3米,總重量達12.5噸,先進的航天技術可確保「哈勃」空間望遠鏡在太空中飛行15年。
空間望遠鏡避免了大氣對天文觀測的干擾,可以看到地面望遠鏡7倍的深空、弱50倍恆星及擴展350倍宇宙空間,其靈敏度和解析度比地面望遠鏡強10倍,可為天文學家發現地面無法觀測到的天體現象和搜尋宇宙中出現的任何蛛絲馬跡。
隨著當代科學技術的飛速發展,我國古代的「千里眼」傳說已不再是美妙的幻想,現代天文望遠鏡已將神話變成現實。
Ⅶ 望遠鏡是怎麼發明的
發明望遠鏡 伽利略在帕多瓦大學工作的18年間,最初把主要精力放在他一直感興趣的力學研究方面,他發現了物理上重要的現象——物體運動的慣性;做過有名的斜面實踐,總結了物體下落的距離與所經過的時間之間的數量關系;他還研究了炮彈的運動,奠定了拋物線理論的基礎;關於加速度這個概念,也是他第一個明確提出的:甚至為了測量病人發燒時體溫的升高,這位著名的物理學家還在1593年發明了第一支空氣溫度計……但是,一個偶然的事件,使伽利略改變了研究方向。他從力學和物理學的研究轉向廣漠無垠的茫茫太空了。伽利略望遠鏡 那是1609年6月,伽利略聽到一個消息,說是荷蘭有個眼鏡商人利帕希在一偶爾的發現中,用一種鏡片看見了遠處肉眼看不見的東西。「這難道不正是我需要的千里眼嗎?」伽利略非常高興。不久,伽利略的一個學生從巴黎來信,進一步證實這個消息的准確性,信中說盡管不知道利帕希是怎樣做的,但是這個眼鏡商人肯定是製造了一個鏡管,用它可以使物體放大許多倍。 「鏡管!」伽利略把來信翻來覆去看了好幾遍,急忙跑進他的實驗室。他找來紙和鵝管筆,開始畫出一張又一張透鏡成像的示意圖。伽利略由鏡管這個提示受到啟發,看來鏡管能夠放大物體的秘密在於選擇怎樣的透鏡,特別是凸透鏡和凹透鏡如何搭配。他找來有關透鏡的資料,不停地進行計算,忘記了暮色爬上窗戶,也忘記了曙光是怎樣射進房間。 整整一個通宵,伽利略終於明白,把凸透鏡和凹透鏡放在一個適當的距離,就像那個荷蘭人看見的那樣,遙遠的肉眼看不見的物體經過放大也能看清了。 伽利略非常高興。他顧不上休息,立即動手磨製鏡片,這是一項很費時間又需要細心的活兒。他一連幹了好幾天,磨製出一對對凸透鏡和凹透鏡,然後又製作了一個精巧的可以滑動的雙層金屬管。現在,該試驗一下他的發明了。 伽利略小心翼翼地把一片大一點的凸透鏡安在管子的一端,另一端安上一片小一點的凹透鏡,然後把管子對著窗外。當他從凹透鏡的一端望去時,奇跡出現了,那遠處的教堂彷彿近在眼前,可以清晰地看見鍾樓上的十字架,甚至連一隻在十字架上落腳的鴿子也看得非常逼真。 伽利略製成望遠鏡的消息馬上傳開了。「我製成望遠鏡的消息傳到威尼斯」,在一封寫給妹夫的信里,伽利略寫道:「一星期之後,就命我把望遠鏡呈獻給議長和議員們觀看,他們感到非常驚奇。紳士和議員們,雖然年紀很大了,但都按次序登上威尼斯的最高鍾樓,眺望遠在港外的船隻,看得都很清楚;如果沒有我的望遠鏡,就是眺望兩個小時,也看不見。這儀器的效用可使50英里的以外的物體,看起來就像在5英里以內那樣。」 伽利略發明的望遠鏡,經過不斷改進,放大率提高到30倍以上,能把實物放大1000倍。現在,他猶如有了千里眼,可以窺探宇宙的秘密了。 這是天文學研究中具有劃時代意義的一次革命,幾千年來天文學家單靠肉眼觀察日月星辰的時代結束了,代之而起的是光學望遠鏡,有了這種有力的武器,近代天文學的大門被打開了。 現在,每當星光燦爛或是皓月當空的夜晚,伽利略便把他的望遠鏡瞄準深邃遙遠的蒼穹,不顧疲勞和寒冷,夜復一夜地觀察著。 過去,人們一直以為月亮是個光滑的天體,像太陽一樣自身發光。但是伽利略透過望遠鏡發現,月亮和我們生存的地球一樣,有高峻的山脈,也有低凹的窪地 (當時伽利略稱它是「海」)。他還從月亮上亮的和暗的部分的移動,發現了月亮自身並不能發光,月亮的光是透過太陽得來的。 伽利略又把望遠鏡對准橫貫天穹的銀河,以前人們一直認為銀河是地球上的水蒸汽凝成的白霧,亞里士多德就是這樣認為的。伽利略決定用望遠鏡檢驗這一說法是否正確。他用望遠鏡對准夜空中霧蒙蒙的光帶,不禁大吃一驚,原來那根本不是雲霧,而是千千萬萬顆星星聚集一起。伽利略還觀察了天空中的斑斑雲彩——即通常所說的星團,發現星團也是很多星體聚集一起,像獵戶座 星團、金牛座的昂星團、蜂巢星團都是如此。 伽利略的望遠鏡揭開了一個又一個宇宙的秘密,他發現了木星周圍環繞著它運動的衛星,還計算了它們的運行周期。現在我們知道,木星共有 16顆衛星,伽利略所發現的是其中最大的四顆。除此之外,伽利略還用望遠鏡觀察到太陽的黑子,他通過黑子的移動現象推斷,太陽也是在轉動的。 一個又一個振奮人心的發現,促使伽利略動筆寫一本最新的天文學發現的書,他要向全世界公布他的觀測結果。1610年3月,伽利略的著作《星際使者》在威尼斯出版,立即在歐洲引起轟動。 但是,他沒有想到,望遠鏡揭開的宇宙的秘密大大觸怒了很多人,一場可怕的厄運即將降臨在這位傑出的科學家的頭上。
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Ⅷ 望遠鏡是如何發明的
17世紀初的一天,荷蘭小鎮的一家眼鏡店的主人利伯希為檢查磨製出來的透鏡質量內,把一塊凸透鏡容和一塊凹鏡排成一條線,通過透鏡看過去,他發現遠處的教堂塔尖好像變大拉近了,於是他在無意中發現瞭望遠鏡的秘密。1608年他為自己製作的望遠鏡申請了專利,製造了第一個雙筒望遠鏡。而另外一種常見的望遠鏡———反射式望遠鏡,則是由大家熟知的牛頓所發明的。反射式望遠鏡的發明是為了要消除色差所造成的影像影響。