种类繁多的望远镜到底有着怎么样的历史?
- 仪器网小编2020-12-21 17:00:00
望远镜是***种利用透镜或反射镜以及其他光学器件观测遥远物体的光学仪器。利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过***个放大目镜而被看到。又称“千里镜”。
望远镜的第***个作用是放大远处物体的张角,使人眼能看清角距更小的细节。望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径(***大8毫米)粗得多的光束,送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。1608年,荷兰的***位眼镜商汉斯·利伯希偶然发现用两块镜片可以看清远处的景物,受此启发,他制造了人类历史上的第***架望远镜。1609年意大利佛罗伦萨人伽利略·伽利雷发明了40倍双镜望远镜,这是第***部投入科学应用的实用望远镜。
经过400多年的发展,望远镜的功能越来越强大,观测的距离也越来越远。
望远镜是***种用于观察远距离物体的目视光学仪器,能把远物很小的张角按***定倍率放大,使之在像空间具有较大的张角,使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。所以,望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。它是***种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行射出的光学系统。根据望远镜原理***般分为三种。***种通过收集电磁波来观察遥远物体的电磁辐射的仪器,称之为射电望远镜,在日常生活中,望远镜主要指光学望远镜,但是在现代天文学中,天文望远镜包括了射电望远镜、红外望远镜、X射线和伽马射线望远镜。天文望远镜的概念又进***步地延伸到了引力波、宇宙射线和暗物质的领域。
日常生活中的光学望远镜又称“千里镜”。它主要包括业余天文望远镜、观剧望远镜和军用双筒望远镜。
常用的双筒望远镜还为减小体积和翻转倒像的目的,需要增加棱镜系统,棱镜系统按形的方式如果式不同可分为别汉棱镜系统(Roof Prism)(也就是斯密特-别汉屋脊棱镜系统)和保罗棱镜系统(Porro Prism)(也称普罗棱镜系统),两种系统的原理及应用是相似的。
个人使用的小型手持式望远镜不宜使用过大倍率,***般以3~12倍为宜,倍数过大时,成像清晰度就会变差,同时抖动严重,超过12倍的望远镜***般使用三角架等方式加以固定。
那么望远镜也有多种多样的,我们来看看以下几种望远镜的分类:
折射望远镜
折射式望远镜,是用透镜作物镜的望远镜。
分为两种类型:由凹透镜作目镜的称伽利略望远镜;由凸透镜作目镜的称开普勒望远镜。开普勒式望远镜的基本原理是***先远处的光线进入物镜的凸透镜,第1次成倒立、缩小的实像,相当于照相机;然后这个实像进入目镜的凸透镜,第2次成正立、放大的虚像,这相当于放大镜。
反射望远镜
是用凹面反射镜作物镜的望远镜。可分为牛顿望远镜,卡塞格林望远镜等几种类型。但为了减小其它像差的影响,可用视场较小。对制造反射镜的材料只要求膨胀系数较小、应力小和便于磨制。磨好的反射镜***般在表面镀***层铝膜,铝膜在2000-9000埃波段范围的反射率都大于80%,因而除光学波段外,反射望远镜还适于对近红外和近紫外波段进行研究。反射望远镜的相对口径可以做得较大,主焦点式反射望远镜的相对口径约为1/5-1/2.5,甚至更大,而且除牛顿望远镜外,镜筒的长度比系统的焦距要短得多,加上主镜只有***个表面需要加工,这就大大降低了造价和制造的困难,因此口径大于1.34米的光学望远镜全部是反射望远镜。***架较大口径的反射望远镜,通过变换不同的副镜,可获得主焦点系统(或牛顿系统)、卡塞格林系统和折轴系统。这样,***架望远镜便可获得几种不同的相对口径和视场。反射望远镜主要用于天体物理方面的工作。
折反射望远镜
是在球面反射镜的基础上,再加入用于校正像差的折射元件,可以避免困难的大型非球面加工,又能获得良好的像质量。比较***的有施密特望远镜。
它在球面反射镜的球心位置处放置***施密特校正板。它是***个面是平面,另***个面是轻度变形的非球面,使光束的中心部分略有会聚,而外围部分略有发散,正好矫正球差和彗差。还有***种马克苏托夫望远镜。
在球面反射镜前面加***个弯月型透镜,选择合适的弯月透镜的参数和位置,可以同时校正球差和彗差。及这两种望远镜的衍生型,如超施密特望远镜,贝克―努恩照相机等。在折反射望远镜中,由反射镜成像,折射镜用于校正像差。它的特点是相对口径很大(甚至可大于1),光力强,视场广阔,像质优良。适于巡天摄影和观测星云、彗星、流星等天体。小型目视望远镜若采用折反射卡塞格林系统,镜筒可非常短小。
射电望远镜
探测天体射电辐射的基本设备。可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。通常,由天线、接收机和终端设备3部分构成。天线收集天体的射电辐射,接收机将这些信号加工、转化成可供记录、显示的形式,终端设备把信号记录下来,并按特定的要求进行某些处理然后显示出来。表征射电望远镜性能的基本指标是空间分辨率和灵敏度,前者反映区分两个天球上彼此靠近的射电点源的能力,后者反映探测微弱射电源的能力。射电望远镜通常要求具有高空间分辨率和高灵敏度。根据天线总体结构的不同,射电望远镜可分为连续孔径和非连续孔径两大类,前者的主要代表是采用单盘抛物面天线的经典式射电望远镜,后者是以干涉技术为基础的各种组合天线系统。20世纪60年代产生了两种新型的非连续孔径射电望远镜——甚长基线干涉仪和综合孔径射电望远镜,前者具有极高的空间分辨率,后者能获得清晰的射电图像。世界上***大的可跟踪型经典式射电望远镜其抛物面天线直径长达100米,安装在德***马克斯·普朗克射电天文研究所;世界上***大的非连续孔径射电望远镜是甚大天线阵,安装在美******立射电天文台。
1931年,在美***新泽西州的贝尔实验室里,负责专门搜索和鉴别电话干扰信号的美***人KG·杨斯基发现:有***种每隔23小时56分04秒出现***大值的无线电干扰。经过仔细分析,他在1932年发表的文章中断言:这是来自银河中射电辐射。由此,杨斯基开创了用射电波研究天体的新纪元。当时他使用的是长30.5米、高3.66米的旋转天线阵,在14.6米波长取得了30度宽的“扇形”方向束。此后,射电望远镜的历史便是不断提高分辨率和灵敏度的历史。
双子望远镜
双子望远镜是以美***为主的***项***际设备(其中,美***占50%,英***占25%,加拿大占15%,智利占5%,阿根廷占2.5%,巴西占2.5%),由美***大学天文望远镜联盟(AURA)负责实施。它由两个8米望远镜组成,***个放在北半球,***个放在南半球,以进行全天系统观测。其主镜采用主动光学控制,副镜作倾斜镜快速改正,还将通过自适应光学系统使红外区接近衍射极限。
太阳望远镜
日冕是太阳周围***圈薄薄的、暗弱的外层大气,它的结构复杂,只有在日全食发生的短暂时间内,才能欣赏到,因为天空的光总是从四面八方散射或漫射到望远镜内。
1930年第***架由法***天文学***李奥研制的日冕仪诞生了,这种仪器能够有效地遮掉太阳,散射光极小,因此可以在太阳光普照的任何日子里,成功地拍摄日冕照片。从此以后,世界观测日冕逐渐兴起。
日冕仪只是太阳望远镜的***种,20世纪以来,由于实际观测的需要,出现了各种太阳望远镜,如色球望远镜、太阳塔、组合太阳望远镜和真空太阳望远镜等。
红外望远镜
红外望远镜(infrared telescope)接收天体的红外辐射的望远镜。外形结构与光学镜大同小异,有的可兼作红外观测和光学观测。但作红外观测时其终端设备与光学观测截然不同,需采用调制技术来抑制背景干扰,并要用干涉法来提高其分辨本领。红外观测成像也与光学图像大相径庭。由于地球大气对红外线仅有7个狭窄的“窗口”,所以红外望远镜常置于高山区域。世界上较好的地面红外望远镜大多集中安装在美***夏威夷的莫纳克亚,是世界红外天文的研究中心。1991年建成的凯克望远镜是***大的红外望远镜,它的口径为10米,可兼作光学、红外两用。此外还可把红外望远镜装于高空气球上,气球上的红外望远镜的***大口径为1米,但效果却可与地面***些口径更大的红外望远镜相当。
数码望远镜
被主流科技媒体评为“百项科技创新”之***,由于结构简单,成像清晰,能够用较小的机身长度实现超长焦的效果,在加上先进的数码功能,可以实现较为清晰拍照录像功能,在大大拓宽了望远镜的应用领域,可以广泛的应用在侦查、观鸟、电力、野生动物保护等等。
数码望远镜具备的拍照功能,可以保存人生历程中经历的众多难忘瞬间,在美***,此款产品广受体育运动教练员、球探、猎鸟人、野生动物观察员、狩猎爱好者以及任何***个摄影、摄像爱好者的青睐。在中***,这***领域的佼佼者,当属watchto系列的远程拍摄设备,尤其是WT-20A系列和30B系列,目前***内很多公安、军警、野生动物保护已经利用数码望远镜的优势,应用到工作中了,尤其是公安部门,他们可以轻松的远程拍照取证。
高达5.1百万像素cmos传感器的内置数码照相机结合在***起的。可以快速并简单的从静态高分辨率照片(2594*1786)拍照转换到可30秒连续摄像。这能确保使您捕捉到***佳效果。照片和录像存储在内存中,或SD卡中,并可以通过可折叠的液晶显示屏查看、删除、通过电视机查看,或不需安装其他软件将照片下载到计算机中。光学部分主要流行的倍率是35倍和60倍,并且可以进行高低倍的切换!(Windows 2000、XP或Mac无需驱动。Windows 98/98SE需要安装驱动。