人类是如何发明望远镜的

A. 射电望远镜是如何发明的

让我们走进太空

——1937年射电望远镜的发明

1937年，英国的雷伯建成世界上第一架射电望远镜，对射电天文学的早期发展起了极重要的作用，人类探究太空的“远”的极限得以扩展。

众所周知，人的肉眼能见到的东西是十分有限的。世界上存在着无数肉眼看不见的微观世界和宏观世界。显微镜和望远镜扩展和延伸了人的视觉。这里我们专门要说的是——打开了通向宇宙的窗户，使“望远”的极限得以扩展的射电望远镜。

接收天体射电波的仪器，统称射电望远镜。1937年，英国的雷伯建成世界上第一架射电望远镜，对射电天文学的早期发展起了极重要的作用。它使得人类观测宇宙的能力大大提高，而且为直接进入太空研究宇宙奠定了基础。

射电望远镜通常按天线的结构，分成几个类型：抛物面天线射电望远镜、射电干涉仪和综合孔径系统等。射电望远镜主要由定向天线或天线阵、馈电线、高灵敏度接收机、记录仪或示波器组成。天线阵将收集到的天体电波，经过馈电线送到接收机上。接收机同日常收音机的原理相似，实质上也是个放大器，它首先将微弱的天体电波高倍放大，再进行检波，让高频能量转变成低频形式，最后送到记录仪器上记录下来，或在示波器上显示出来。

一般来说，天线的直径越大，接收的射电波越多，角分辨率也越大。人眼能够看得清、分得开的两个物点的角距大约是1角分(1度等于60角分)，如果两个物点靠得很近，它们的角距小于1角分，那就分辨不出来，只看成是一个物点。因此1角分就是人眼的分辨率。若用口径为120厘米折反射望远镜去观测，分辨角约为1角秒(1角分等于60角秒)，比人眼的分辨率要高60倍。有的天线看起来就像是一个巨大的“碗”。天线用金属制成，而且可以转动，以便指向天空的任一方向，并进行跟踪。目前世界上最大的全可动抛物面天线射电望远镜的天线直径已达100米。它的可动部分重3200吨，100米直径天线的分辨率约为33角秒，相当于从125米外看一枚2分硬币。

人类为了摆脱厚厚的大气层对天文观测的影响，一方面选择海拔高、观测条件好的地方建立天文台，另一方面设法把天文望远镜搬上天空。自1957年第一颗人造卫星上天后，各国先后发射了数以百计的人造卫星及宇宙飞行器用于天文观测。像美国的“天空实验室”就拍摄了17.5万多幅太阳图像，还观测了科胡特克彗星。

著名的哈勃太空望远镜，是迄今为止发射上天直径最大的望远镜，总长12.8米，是一座完整的“太空天文台”，可以独立完成许多天文研究工作。比如能够单个地观测星群中的任何一颗星，能研究和确定宇宙的大小和起源，以及宇宙的年龄、距离标度等等。它能使人类观测宇宙的视野扩大350倍，使人类看到宇宙中140亿光年前发出的光。人们把它的诞生看作和伽利略望远镜一样，是天文学走向空间时代的一个里程碑。

B. 望远镜是如何发明的

17世纪初的一天，荷兰小镇的一家眼镜店的主人利伯希为检查磨制出来的透镜质量内，把一块凸透镜容和一块凹镜排成一条线，通过透镜看过去，他发现远处的教堂塔尖好像变大拉近了，于是他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了专利，制造了第一个双筒望远镜。而另外一种常见的望远镜———反射式望远镜，则是由大家熟知的牛顿所发明的。反射式望远镜的发明是为了要消除色差所造成的影像影响。

C. 望远镜和显微镜是如何发明的

透镜是最简单的光学仪器，借助它的放大作用，人们可以扩大视力。早在公元前424年，古希腊的一部喜剧中有这样的台词：“用透明无瑕的石头点火吧！”透明的石头就是玻璃。一千多年以后，才有人用透镜制成眼镜。有一幅据说是1352年的教堂壁画，画中一位戴眼镜的技师正在刻字，说明眼镜的使用跟印刷技术的发展有关。这大概是有关眼镜的最早记载。

望远镜的发明有点偶然性。第一个望远镜是荷兰的一位眼镜制造师利佩希于1608年做成的。据说，有一天利佩希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，只见风标明显地放大了，距离似乎也近了，使他又惊又喜，后来他还为此申请专利，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，他激动不已，立即亲自动手制作望远镜，然后用来进行天文观测。1610年，伽利略在他的著作《星际信使》一书中写道：“大约10个月以前，消息传到我的耳朵，说有一位荷兰人发明了一种仪器，可以用来使远方物体像近处物体一样清楚。这使我思量我自己如何也来建造这样的仪器。由于有光学定律的指导，我想出了这样的主意，即把两透镜固定在管筒的两头，一个是平凸透镜，一个是平凹透镜，当我把眼睛贴近平凹透镜时，物体就像只有大约实际距离的1／3远，大小为实际的9倍。我历尽艰辛，也不吝惜钱财，终于成功地做出了精良的仪器，使我能看到几乎比肉眼所见大1 000倍的物体，而距离只是原来的1／30。”

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，还从黑子判定太阳也在转动。

伽利略多年用望远镜观察天体，以确凿的证据支持了哥白尼的日心说。可能是由于没有保护措施，长期直接观测太阳，他在晚年时不幸双目失明。

伽利略的望远镜以凹透镜作为目镜，观察到的是正像，但视场较小。开普勒采用凸透镜作目镜，可以得到更大的视场，看到的是倒立的像。后来他加了第三个目镜，又把倒像变为正像，就成了现代天文望远镜的雏形。

惠更斯也对望远镜的改进作出过贡献。他为避免透镜的像差，设计出一种长焦距望远镜——高空望远镜，将物镜和目镜分别安装在支架的高处和低处，省去了通常的镜筒。

牛顿在年轻的时候制作了一种与众不同的反射式望远镜。他认为透镜成像是基于折射原理，不可避免会由于色差和其他原因产生像差。如果利用凹面镜的反射和聚焦作用，有可能做出更为理想的望远镜，不但可以避免像差，而且还可以大大缩短镜筒长度。

牛顿亲自动手研磨反射镜，第一台长仅15厘米，口径为2.5厘米，可用来观察木星的卫星及金星的周相。后来又制作了一台较大的反射式望远镜，送给皇家学会，该望远镜现仍保存在博物馆中。

显微镜和望远镜一样，最早也是荷兰的眼镜制造者发明的，用的也是一凸一凹的透镜，镜筒长约45厘米，直径约5厘米。这种结构和望远镜基本相同。伽利略就曾用他的望远镜看过微小物体，并形容说：“我看到的苍蝇就像羊羔那样大。”

胡克对显微镜的推广使用起了特殊的作用。1665年他的著作《显微术》出版，这是最早论述显微镜的专著，书中详细介绍了显微镜的使用方法，并附有胡克亲笔画的显微镜插图和许多用显微镜观察微小物体所得的图像。胡克多才多艺，早年曾在伦敦一位肖像画家那里当过学徒，后在牛津大学学习物理。英国皇家学会成立后，他被选为秘书和实验组长。皇家学会很重视显微镜的应用，鼓励胡克从事这项研究，并要求他每次例会至少要带来一张显微镜观测图。胡克还用显微镜观察软体结构、发现了细胞组织，成为用显微镜研究生物学的先驱者。

D. 望远镜是怎么发明的

发明望远镜 伽利略在帕多瓦大学工作的18年间，最初把主要精力放在他一直感兴趣的力学研究方面，他发现了物理上重要的现象——物体运动的惯性；做过有名的斜面实践，总结了物体下落的距离与所经过的时间之间的数量关系；他还研究了炮弹的运动，奠定了抛物线理论的基础；关于加速度这个概念，也是他第一个明确提出的：甚至为了测量病人发烧时体温的升高，这位著名的物理学家还在1593年发明了第一支空气温度计……但是，一个偶然的事件，使伽利略改变了研究方向。他从力学和物理学的研究转向广漠无垠的茫茫太空了。伽利略望远镜 那是1609年6月，伽利略听到一个消息，说是荷兰有个眼镜商人利帕希在一偶尔的发现中，用一种镜片看见了远处肉眼看不见的东西。“这难道不正是我需要的千里眼吗？”伽利略非常高兴。不久，伽利略的一个学生从巴黎来信，进一步证实这个消息的准确性，信中说尽管不知道利帕希是怎样做的，但是这个眼镜商人肯定是制造了一个镜管，用它可以使物体放大许多倍。 “镜管！”伽利略把来信翻来覆去看了好几遍，急忙跑进他的实验室。他找来纸和鹅管笔，开始画出一张又一张透镜成像的示意图。伽利略由镜管这个提示受到启发，看来镜管能够放大物体的秘密在于选择怎样的透镜，特别是凸透镜和凹透镜如何搭配。他找来有关透镜的资料，不停地进行计算，忘记了暮色爬上窗户，也忘记了曙光是怎样射进房间。 整整一个通宵，伽利略终于明白，把凸透镜和凹透镜放在一个适当的距离，就像那个荷兰人看见的那样，遥远的肉眼看不见的物体经过放大也能看清了。 伽利略非常高兴。他顾不上休息，立即动手磨制镜片，这是一项很费时间又需要细心的活儿。他一连干了好几天，磨制出一对对凸透镜和凹透镜，然后又制作了一个精巧的可以滑动的双层金属管。现在，该试验一下他的发明了。 伽利略小心翼翼地把一片大一点的凸透镜安在管子的一端，另一端安上一片小一点的凹透镜，然后把管子对着窗外。当他从凹透镜的一端望去时，奇迹出现了，那远处的教堂仿佛近在眼前，可以清晰地看见钟楼上的十字架，甚至连一只在十字架上落脚的鸽子也看得非常逼真。 伽利略制成望远镜的消息马上传开了。“我制成望远镜的消息传到威尼斯”，在一封写给妹夫的信里，伽利略写道：“一星期之后，就命我把望远镜呈献给议长和议员们观看，他们感到非常惊奇。绅士和议员们，虽然年纪很大了，但都按次序登上威尼斯的最高钟楼，眺望远在港外的船只，看得都很清楚；如果没有我的望远镜，就是眺望两个小时，也看不见。这仪器的效用可使50英里的以外的物体，看起来就像在5英里以内那样。” 伽利略发明的望远镜，经过不断改进，放大率提高到30倍以上，能把实物放大1000倍。现在，他犹如有了千里眼，可以窥探宇宙的秘密了。 这是天文学研究中具有划时代意义的一次革命，几千年来天文学家单靠肉眼观察日月星辰的时代结束了，代之而起的是光学望远镜，有了这种有力的武器，近代天文学的大门被打开了。 现在，每当星光灿烂或是皓月当空的夜晚，伽利略便把他的望远镜瞄准深邃遥远的苍穹，不顾疲劳和寒冷，夜复一夜地观察着。 过去，人们一直以为月亮是个光滑的天体，像太阳一样自身发光。但是伽利略透过望远镜发现，月亮和我们生存的地球一样，有高峻的山脉，也有低凹的洼地 （当时伽利略称它是“海”）。他还从月亮上亮的和暗的部分的移动，发现了月亮自身并不能发光，月亮的光是透过太阳得来的。 伽利略又把望远镜对准横贯天穹的银河，以前人们一直认为银河是地球上的水蒸汽凝成的白雾，亚里士多德就是这样认为的。伽利略决定用望远镜检验这一说法是否正确。他用望远镜对准夜空中雾蒙蒙的光带，不禁大吃一惊，原来那根本不是云雾，而是千千万万颗星星聚集一起。伽利略还观察了天空中的斑斑云彩——即通常所说的星团，发现星团也是很多星体聚集一起，像猎户座 星团、金牛座的昂星团、蜂巢星团都是如此。 伽利略的望远镜揭开了一个又一个宇宙的秘密，他发现了木星周围环绕着它运动的卫星，还计算了它们的运行周期。现在我们知道，木星共有 16颗卫星，伽利略所发现的是其中最大的四颗。除此之外，伽利略还用望远镜观察到太阳的黑子，他通过黑子的移动现象推断，太阳也是在转动的。 一个又一个振奋人心的发现，促使伽利略动笔写一本最新的天文学发现的书，他要向全世界公布他的观测结果。1610年3月，伽利略的著作《星际使者》在威尼斯出版，立即在欧洲引起轰动。 但是，他没有想到，望远镜揭开的宇宙的秘密大大触怒了很多人，一场可怕的厄运即将降临在这位杰出的科学家的头上。
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E. 望远镜是怎样发明的

17世纪初的一天，荷兰小镇的一家眼镜店的主人利伯希为检查磨制出来的透镜质量，把一块内凸容透镜和一块凹镜排成一条线，通过透镜看过去，他发现远处的教堂塔尖好像变大拉近了，于是他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了专利，制造了第一个双筒望远镜。

望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开。意大利科学家伽利略得知这个消息之后，就自制了一个第一个折叠式望远镜，用以验证哥白尼的理论，并且率先用望远镜观测天上的星体。伽利略不仅看到了太阳黑子，还观测到了月球上的陨石坑。

而另外一种常见的望远镜——反射式望远镜，则是由大家熟知的牛顿所发明的。反射式望远镜的发明是为了要消除色差所造成的影像影响。

F. 天文望远镜是如何发明的

在关于世界上的第一台天文望远镜是谁发明的问题上，科技史上面早有定专论，他便是意大利的科学家属伽利略。可伽利略却否认了这一点，他说是荷兰人首先发明的，这到底是怎么回事呢？

事情还要从头讲起。1608年，荷兰有一个眼镜制造商名叫汉斯·李波儿赛，他的两个孩子十分调皮，同样很聪明。有一天，偶然一个机会，两个孩子自店铺里拿来了两片透镜，一前一后地摆弄着，还用眼睛张望着。孩子们全惊讶了，他们发现了远处教堂上的风标既大又近。

李波儿赛知道此事后同样很高兴，他便用一个很简易的筒，将两块透镜装好。这便是世界上的第一台望远望。

1609年，发明望远镜的消息传到了意大利，伽利略知道了后，便按这个方法制作了一个放大3倍的望远镜。后来又经过了改进，让望远镜一下子放大了20倍。他用这个望远镜观察星星，竟然能观察到木星的圆面，而且看到了月球上面高低不平的环形山。1610年，他又用放大的30倍的天文望远镜观察到木星的4颗卫星，也看到金星的圆缺变化。正由于是伽利略改进了望远镜的性能，并用来观察星星、月球、金星和太阳等天体，还首次发表观察结果，所以确切地说，正是他发明了天文望远镜。而那个汉斯·李波儿赛只是望远镜的发明人。

G. 望远镜发明的过程是怎样的

17世纪初的一天，荷兰小镇的一家眼镜店的主人利伯希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，他发现远处的教堂塔尖好像变大拉近了，于是他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了专利，制造了第一个双筒望远镜。

望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开。意大利科学家伽利略得知这个消息之后，就自制了一个第一个折叠式望远镜，用以验证哥白尼的理论，并且率先用望远镜观测天上的星体。伽利略不仅看到了太阳黑子，还观测到了月球上的陨石坑。

而另外一种常见的望远镜——反射式望远镜，则是由大家熟知的牛顿所发明的。反射式望远镜的发明是为了要消除色差所造成的影像影响。

H. 谁发明的望远镜

1609年8月22日，在威尼斯钟楼的楼顶，伽利略展出了由他设计制造出来的望远镜。

伽利略是世界最伟大的科学家之一。他的一生在不停地做实验中度过，少年时伽利略就是一个善于思考、不轻信别人结论的孩子。他总是将每一件事都放在自己的思索和观察之中。关于望远镜的发明，客观地说，伽利略并不应占有所有的荣誉，当然，伽利略本人也从没包揽过全部的荣誉。望远镜的发明源于一个荷兰的眼镜商人的发现。据载，当伽利略访问威尼斯期间，听说了一个名叫汉斯?李伯瑞的奇妙发现。汉斯是荷兰的眼镜制造商人，在制造眼镜的过程中，他偶然发现，如果将一片凹镜片和一片凸镜片重叠在一起，就可以看到远处的景物似乎就在眼前。这激起了伽利略的极大兴趣，他开始着手检测不同镜片的曲率，尝试了各种镜片的不同的组合方式，然后，他又用准确的数学公式测算出了不同的曲率和不同的组合能够引起的视觉效果。1609年的8月22日，伽利略登上威尼斯钟楼的楼顶，公开展出他的望远镜。当时，周围站满了他的朋友和满怀好奇和敬佩的人们。当人们依次透过望远镜，吃惊地看到“许多港口中的来往船只，远山上吃草的牛羊，远方城镇的教民们在教堂中出出进进。”

望远镜公开展出后，各地的商人开始给伽利略发出大量的订货单，但是伽利略却无偿地把望远镜的发明技术送给了威尼斯公爵。作为回赠，伽利略得到了年薪近5000元的帕多瓦大学终身教授的职位。此时的伽利略名利双收，但这样的顶峰时期却导致了伽利略悲剧生活的开始。正如他自己所说：“飞黄腾达，而希望之翼，却日薄西山。”

I. 望远镜是谁发明的

伽里略望远镜是世界上最早的望远镜，它是1609年意大利科学家伽里略制造的。

那是一台折射望远镜。它用一块凸透镜作物镜，一凹透镜作目镜，因此观测到的是正像。伽里略在谈到这架世界上第一台望远镜时说：“现在多亏有了望远镜，我们已经能够使天体离我们比离亚里士多德近三四十倍，因此能够辨别出天体上许多事情，这是亚里士多德所没有看见的……”

这就是最初的望远镜，它已为人类提供了许多方便，现在各种各样先进的望远镜都是在它的基础上制造出来的。太空中最大的光学仪器

对于天文观测来说，大气是令人讨厌的，它限制了人们的眼界。

人造地球卫星上天以后，天文学家和物理学家第一次看到了天文观测的新希望。因为人们把天文望远镜搬到地球大气之外的地球轨道上窥测天涯宇角，是完全可能的了。美国国家宇航局研制的空间望远镜是人类送上太空的最大的光学仪器。

空间望远镜全系统主要由望远镜、观测仪器和辅助系统三部分组成。观测仪器有天体微光照相机、广角照相机、天体摄谱仪等。望远镜所获得的图像、测量数据、光谱分析资料都可以在空间望远镜上直接转换成数字形式，经卫星再传送到地面的宇宙控制中心。

空间望远镜进入地球轨道以后，可以通过磁力扭矩和反动轮控制它的方位。磁力扭矩一经接通电流便立即磁化，望远镜的方位就完全按照地球的磁场方向自动调整。每隔5年，空间望远镜就得进行一次大修，那时技术人员乘坐航天飞机，在轨道上把它装进机内、带回地面；修好后，靠航天飞机再把它送回轨道。

空间望远镜的分辨本领要比地面上同样的望远镜强10倍以上，可以观测到暗50倍、远7倍的暗弱天体。无疑，太空中这台最大的望远镜用于天文观测，将获得更多的资料，对于研究恒星的诞生和死亡、星系的演化，以及揭示类星体、黑洞、宇宙射线大爆发等“宇宙之迷”的奥秘，将作出重大贡献。

J. 给人类无限的“眼界”的望远镜，最初是怎么被发明出来的

16世纪，尼古拉·哥白尼提出了日心说挑战托勒密的地心说，正当他们争执不下的时候，丹麦天文学家第谷认为，要解决这个问题，就要创立一个满意的星体运行理论，精确掌握星体的运行位置。

目前全世界已建成或正在建造的地下、海底天文台还有日本东京大学宇宙射线研究所，它建在岐阜县神风矿山离地面约1000米的地下；美国“阿玛姆达”天文台建在南极冰层下2000米深处；美国的“特玛姆特”天文台建在夏威夷海面下4800米深处。它们接受天体信息的本领，是地面天文台所望尘莫及的，将为人类探测宇宙打开新的眼界。

随着科学技术的高速发展，人类的视野会不断向宇宙深处拓展、延伸。