谁发明了望远镜 望远镜的发明历史

　　望远镜，又称“千里镜”，是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。那么关于望远镜的知识大家了解吗?知道是谁发明的吗?知道当中的发明历史吗?下面跟随学习啦小编一起来看看吧。

　　望远镜的发明者以及发明历史

　　与此同时，德国的天文学家开普勒也开始研究望远镜，他在《屈光学》里提出了另一种天文望远镜，这种望远镜由两个凸透镜组成，与伽利略的望远镜不同，比伽利略望远镜视野宽阔。但开普勒没有制造他所介绍的望远镜。沙伊纳于1613年─1617年间首次制作出了这种望远镜，他还遵照开普勒的建议制造了有第三个凸透镜的望远镜，把二个凸透镜做的望远镜的倒像变成了正像。沙伊纳做了8台望远镜，一台一台地观察太阳，无论哪一台都能看到相同形状的太阳黑子。因此，他打消了不少人认为黑子可能是透镜上的尘埃引起的错觉，证明了黑子确实是观察到的真实存在。在观察太阳时沙伊纳装上特殊遮光玻璃，伽利略则没有加此保护装置，结果伤了眼睛，最后几乎失明。荷兰的惠更斯为了减少折射望远镜的色差在1665年做了一台筒长近6米的望远镜，来探查土星的光环，后来又做了一台将近41米长的望远镜。

　　1793年英国赫瑟尔(William Herschel)，制做了反射式望远镜，反射镜直径为130厘米，用铜锡合金制成，重达1吨。1845年英国的帕森(William Parsons)制造的反射望远镜，反射镜直径为1.82米。1917年，胡克望远镜(Hooker Telescope)在美国加利福尼亚的威尔逊山天文台建成。它的主反射镜口径为100英寸。正是使用这座望远镜，哈勃(Edwin Hubble)发现了宇宙正在膨胀的惊人事实。1930年，德国人施密特(BernhardSchmidt)将折射望远镜和反射望远镜的优点(折射望远镜像差小但有色差而且尺寸越大越昂贵，反射望远镜没有色差、造价低廉且反射镜可以造得很大，但存在像差)结合起来，制成了第一台折反射望远镜。

　　战后，反射式望远镜在天文观测中发展很快，1950年在帕洛玛山上安装了

　　一台直径5.08米的海尔(Hale)反射式望远镜。1969年在前苏联高加索北部的帕斯土霍夫山上安装了直径6米的反射镜。1990年，NASA将哈勃太空望远镜送入轨道，然而，由于镜面故障，直到1993年宇航员完成太空修复并更换了透镜后，哈勃望远镜才开始全面发挥作用。由于可以不受地球大气的干扰，哈勃望远镜的图像清晰度是地球上同类望远镜拍下图像的10倍。1993年，美国在夏威夷莫纳克亚山上建成了口径10米的“凯克望远镜”，其镜面由36块1.8米的反射镜拼合而成。2001设在智利的欧洲南方天文台研制完成了“甚大望远镜”(VLT)，它由4架口径8米的望远镜组成，其聚光能力与一架16米的反射望远镜相当。现在，一批正在筹建中的望远镜又开始对莫纳克亚山上的白色巨人兄弟发起了冲击。这些新的竞争参与者包括30米口径的“30米大望远镜”(Thirty Meter Telescope，简称TMT)，20米口径的大麦哲伦望远镜(Giant Magellan Telescope，简称GMT)和100米口径的绝大望远镜(Overwhelming Large Telescope，简称OWL)。它们的倡议者指出，这些新的望远镜不仅可以提供像质远胜于哈勃望远镜照片的太空图片，而且能收集到更多的光，对100亿年前星系形成时初态恒星和宇宙气体的情况有更多的了解，并看清楚遥远恒星周围的行星。

　　望远镜的常见参数

　　1、放大倍数

　　一般用目镜视角与物镜入射角之比作为望远镜放大倍数的标示，但通常用物镜焦距与目镜焦距之比计算，表示景物被望远镜拉近的程度，比如一具10倍放大倍数的望远镜表示用此望远镜观察距观察者1000米处的景物的效果，距观察者不使用望远镜而直接在100米处肉眼观察该景物的效果是一样的。

　　2、视场角

　　(视场范围)用1000米处产品可视景物范围标示，如126M/1000M，表示距观察者1000米处，望远镜可观察到126米范围的视场。

　　3、出瞳直径

　　是粗略描述成像亮度的参数。在弱光环境下，越大的出瞳直径，可以带来更清晰的图像。人类的瞳孔，在正常生理情况下，最大不会超过7mm，所以大于7mm的出瞳直径，无意就是一种光线上的浪费。这一参数，不能完全反应望远镜的好坏，因为这个参数，只要符合制造规格，即可达到数值上的要求。出瞳直径越大却有另一番好处：越大的出瞳直径，越适宜在颠簸地环境下使用，观测画面会比较稳定，所以像7X50这类规格的望远镜，多适用于海上使用。该数值可以用物镜直径除以放大倍率得出。

　　4、分辨率

　　分辨率(resolution，港台称之为解释度)就是屏幕图像的精密度，是指显示器所能显示的像素的多少。由于屏幕上的点、线和面都是由像素组成的，显示器可显示的像素越多，画面就越精细，同样的屏幕区域内能显示的信息也越多，所以分辨率是个非常重要的性能指标之一。

　　5、黄昏系数

　　由德国蔡司光学公司发表。反映了不同口径和放大倍率的望远镜在暗光条件下的观察效能。计算方法：望远镜的倍率和口径的乘积求开平方。

　　6、有效口径和相对口径

　　物镜中心到焦点的距离叫做物镜的焦距，用符号F表示。物镜的直径没有被框子和光阑挡住的部分叫做物镜的有效口径，用符号D表示。天文望远镜的性能主要就是以这两个数据为标志。

　　7、集光力

　　在暗处时，人眼的瞳孔直径一般约为7mm。因此，就把望远镜物镜的有效面积相对于瞳孔面积的倍数叫做集光力。即：集光力=(D*D)/(7*7)，其中D用毫米作单位。

　　望远镜的各种世界之最

　　世界最大

　　1957年10月11日，世界上最大的无线电望远镜在英国约德雷尔河岸建成。它比原计划提前完成，用来跟踪前一星期发射的第一颗苏联卫星。

　　望远镜的大小，主要是用望远镜的口径来衡量的。为了对天体作更仔细的研究和观测，为了发现更暗弱的天体，多年来人们一直在增大望远镜的口径上下功夫。但是，对不同的望远镜在口径上有不同的要求。现在世界上最大的反射望远镜，是1975年苏联建成的一台6米望远镜。它超过了30年来一直称为“世界之最”的美国帕洛马山天文台的5米反射望远镜。它的转动部分总重达800吨，也比美国的重200吨。1978年，美国一台组合后口径相当于4.5米的多镜面望远镜试运转。这台望远镜由6个相同的、口径各为1.8米的卡塞格林望远镜组成。6个望远镜绕中心轴排成六角形，六束会聚光各经一块平面镜射向一个六面光束合成器，再把六束光聚在一个共同焦点上，多镜面望远镜的优点是：口径大，镜筒短，占地小，造价低。目前口径最大的光学望远镜是10米口径的凯克望远镜。

　　现在世界上最大的折射望远镜，是在德国陶登堡天文台安装的施密特望远镜，改正口径1.35米，主镜口径2米。德国这台折射镜也超过了美国最大的施米特望远镜。美国在望远镜上的两个“世界之最”被人相继夺走了。

　　世界最早

　　世界上最早的望远镜是1609年意大利科学家伽利略制造出来的。因此，又称伽利略望远镜。这是一台折射望远镜。他用一块凸透镜作物镜，一块凹镜作目镜，因此观测到的是正像。伽利略在谈到这架世界上第一台望远镜时说：“多谢有了望远镜，我们已经能够使天体离我们比离亚里斯多德近三四十倍，因此能够辨别出天体上许多事情来，都是亚里士多德所没有看见的;别的不谈，单是这些太阳系黑子就是他绝对看不到的。所以我们要比亚里士多德更有把握对待天体和太阳。”

　　世界是第一架望远镜

　　1608年荷兰米德尔堡眼镜师汉斯·李波尔造出了世界上第一架望远镜。汉斯·李波尔(Hans Lippershey)，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，发现远处的教堂塔尖好象变大拉近了，于是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专利，并遵从当局的要求，造了一个双筒望远镜。据说小镇好几十个眼镜匠都声称发明了望远镜。

　　基本参数：

　　产品类型：双筒望远镜

　　工作原理：直视式

　　规格：8×42mm

　　放大倍数：8倍

　　变焦类型：定焦

　　物镜口径(mm)：42

　　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(RoofPrism)(也就是斯密特。别汉屋脊棱镜系统)和保罗棱镜系统(PorroPrism)(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，一般以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倍的望远镜一般使用三角架等方式加以固定。

　　最著名的

　　1608年，荷兰的一位眼镜商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一架望远镜。经过近400年的的发展，望远镜的功能越来越强大，观测的距离也越来越远。

　　为庆祝“2009国际天文年”，英国《新科学家》评选出了人类历史上最著名的望远镜。以下是这14架最著名的望远镜：

　　1、伽利略折射望远镜

　　伽利略是第一个认识到望远镜将可能用于天文研究的人。虽然伽利略没有发明望远镜，但他改进了前人的设计方案，并逐步增强其放大功能。图中的情景发生于1609年8月，伽利略正在向当时的威尼斯统治者演示他的望远镜。伽利略制作了一架口径4.2厘米，长约1.2米的望远镜。他是用平凸透镜作为物镜，凹透镜作为目镜，这种光学系统称为伽利略式望远镜。伽利略用这架望远镜指向天空，得到了一系列的重要发现，天文学从此进入了望远镜时代。折射望远镜的优点是焦距长，底片比例尺大，对镜筒弯曲不敏感，最适合于做天体测量方面的工作。但是它总是有残余的色差，同时对紫外、红外波段的辐射吸收很厉害。

　　2、牛顿反射式望远镜

　　牛顿反射式望远镜的原理并不是采用玻璃透镜使光线折射或弯曲，而是使用一个弯曲的镜面将光线反射到一个焦点之上。这种方法比使用透镜将物体放大的倍数要高数倍。牛顿经过多次磨制非球面的透镜均告失败后，决定采用球面反射镜作为主镜。他用2.5厘米直径的金属，磨制成一块凹面反射镜，并在主镜的焦点前面放置了一个与主镜成45o角的反射镜，使经主镜反射后的会聚光经反射镜以90o角反射出镜筒后到达目镜。这种系统称为牛顿式反射望远镜。它的球面镜虽然会产生一定的象差，但用反射镜代替折射镜却是一个巨大的成功。反射望远镜的主要优点是不存在色差，当物镜采用抛物面时，还可消去球差。

　　3、赫歇尔望远镜

　　18世纪晚期，德国音乐师和天文学家威廉-赫歇尔开始制造大型反射式望远镜，镜面口径为1.2米。该望远镜非常笨重，需要四个人来操作。赫歇尔是制作反射式望远镜的大师，他早年为音乐师，因为爱好天文，从1773年开始磨制望远镜，一生中制作的望远镜达数百架。赫歇尔制作的望远镜是把物镜斜放在镜筒中，它使平行光经反射后汇聚于镜筒的一侧。在反射式望远镜发明后，反射材料一直是其发展的障碍：铸镜用的青铜易于腐蚀，不得不定期抛光，需要耗费大量财力和时间，而耐腐蚀性好的金属，比青铜密度高且十分昂贵。

　　4、耶基斯折射望远镜

　　耶基斯折射望远镜坐落于美国威斯康星州的耶基斯天文台，主透镜建成于1895年，是当时世界上最大望远镜。十九世纪末，随着制造技术的提高，制造较大口径的折射望远镜成为可能，随之就出现了一个制造大口径折射望远镜的高潮。世界上现有的8架70厘米以上的折射望远镜有7架是在1885年到1897年期间建成的，其中最有代表性的是1897年建成的口径102厘米的叶凯士望远镜和1886年建成的口径91厘米的里克望远镜。但折射望远镜后来在发展上受到限制，主要是因为从技术上无法铸造出大块完美无缺的玻璃做透镜，并且由于重力使大尺寸透镜的变形会非常明显，因而丧失明锐的焦点。

　　5、威尔逊山60英寸望远镜

　　1908年，美国天文学家乔治-埃勒里-海耳主持建成了口径60英寸的反射望远镜，安装于威尔逊山。这是当时世界上最大的望远镜，光谱分析、视差测量、星云观测和测光等天文学领域成为世界领先的设备。虽然数年后胡克望远镜的口径超过了它，但在此后的数年中它依然是世界上最大的望远镜之一。1992年海耳望远镜上安装了一台早期的自适应光学设施，使它的分辨本领从0.5-1.0角秒提高到0.07角秒。

　　6、胡克100英寸望远镜

　　在富商约翰-胡克的赞助下，口径为100英寸的反射望远镜于1917年在威尔逊山天文台建成。在此后的30年间，它一直是世界上最大的望远镜。为了提供平稳的运行，这架望远镜的液压系统中使用液态的水银。1919年阿尔伯特-迈克尔逊为这架望远镜装了一个特殊装置：一架干涉仪，这是光学干涉装置首次在天文学上得到应用。迈克尔逊可以用这台仪器精确地测量恒星的大小和距离。亨利-诺里斯-罗素使用胡克望远镜的数据制定了他对恒星的分类。埃德温-哈勃使用这架100英寸望远镜完成了他的关键的计算。他确定许多所谓的“星云”实际上是银河系外的星系。在米尔顿-赫马森的帮助下他认识到星系的红移说明宇宙在膨胀。

　　7、海耳200英寸望远镜

　　海耳对胡克100英寸望远镜并不十分满意。1928年，他决定在帕洛马山天文台再架设了一台口径为200英寸的巨型反射望远镜。新望远镜于1948年完工并投入使用。海耳1890年毕业于美国麻省理工学院。1892年任芝加哥大学天体物理学副教授，开始组织叶凯士天文台，任台长。1904年筹建威尔逊山太阳观象台，即后来的威尔逊山天文台。他任首任台长，直到1923年因病退休。1895年，海耳创办《天体物理学杂志》。1899年当选为新成立的美国天文学与天体物理学会副会长。海耳一生最主要的贡献体现在两个方面：对太阳的观测研究和制造巨型望远镜。

　　8、喇叭天线

　　喇叭天线位于美国新泽西州的贝尔电话实验研究所，曾用来探测和发现宇宙微波背景辐射。喇叭天线建造于1959年。当喇叭长度一定时，若使喇叭张角逐渐增大，则口面尺寸与二次方相位差也同时加大，但增益并不和口面尺寸同步增加，而有一个其增益为最大值的口面尺寸，具有这样尺寸的喇叭就叫作最佳喇叭。喇叭天线的辐射场可利用惠更斯原理由口面场来计算。口面场则由喇叭的口面尺寸与传播波型所决定。可用几何绕射理论计算喇叭壁对辐射的影响，从而使计算方向图与实测值在直到远旁瓣处都能较好地吻合。

　　9、甚大阵射电望远镜

　　甚大阵射电望远镜坐落于美国新墨西哥州索科洛，于1980年建成并投入使用。甚大阵由27面直径25米的抛物面天线组成，呈Y型排列。天文学家可以利用甚大阵来研究黑洞、星云等宇宙各种现象。甚大望远镜是一组光学望远镜阵列。它包括了4个8.2米的望远镜，阵列中每个都是一个大型望远镜，而且每一个都能独立工作，并具有捕获比人类肉眼观测到的光线弱40亿倍的光线，这比南非大望远镜能捕获的最弱光线还弱四倍。甚大阵望远镜能够把最多3个望远镜集中在一起形成独立单元，通过地下的镜片将光线组合成一个统一的光束，这使得望远镜系统能够观测到比单个望远镜分辨率高25倍的图像。

　　10、哈勃太空望远镜

　　哈勃太空望远镜发射于1990年4月。它位于地球大气层之上，因此它取得了其他所有地基望远镜从来没有取得的革命性突破。天文学家们利用它来测量宇宙的膨胀比率以及发生产生这种膨胀的暗能量和神秘力量。哈勃太空望远镜已到“晚年”。它在太空的十几年中，经历过数次大修。尽管每次大修以后，“哈勃”都面貌一新，特别是2001年科学家利用哥伦比亚航天飞机对它进行的第四次大修，为它安装测绘照相机，更换太阳能电池板，更换已工作11年的电力控制装置，并激活处于“休眠”状态的近红外照相机和多目标分光计，然而，大修仍掩盖不住它的老态，因为“哈勃”从上太空起就处于“带病坚持工作”状态。

　　11、凯克系列望远镜

　　凯克望远镜位于夏威夷莫纳克亚山，口径为10米。由于当今技术不可能实现单片望远镜镜面口径超过8.4米，因此凯克望远镜的镜面由36块六边形分片组合而成。凯内望远镜巨大的镜面使它使用起来非同一般，不只是因为它的大尺寸，还因为它是由36个直径为1.8米的六边形小镜片组成的。凯克望远镜开创了基于地面的望远镜的新时代。它的规模是美国加利富尼亚州帕落马山上的海耳望远镜的两倍，后者在前几十年内是世界上最大的望远镜。有人曾认为制造如此之大的望远镜是不可能的，但新科学技术把不可能变为了现实。

　　12、斯隆2.5米望远镜

　　“斯隆数字天空勘测计划”的2.5米望远镜位于美国新墨西哥州阿柏角天文台。该望远镜拥有一个相当复杂的数字相机，望远镜内部是30个电荷耦合器件(CCD)探测器。斯隆望远镜使用口径为2.5米的宽视场望远镜，测光系统配以分别位于u、g、r、i、z波段的五个滤镜对天体进行拍摄。这些照片经过处理之后生成天体的列表，包含被观测天体的各种参数，比如它们是点状的还是延展的，如果是后者，则该天体有可能是一个星系，以及它们在CCD上的亮度，这与其在不同波段的星等有关。另外，天文学家们还选出一些目标来进行光谱观测。

　　13、威尔金森宇宙微波各向异性探测卫星

　　美国宇航局于2001年7月发射了威尔金森宇宙微波各向异性探测卫星(WMAP)，用来研究宇宙微波背景以及宇宙大爆炸遗留物的辐射问题。WMAP绘制了首张清晰的宇宙微波背景图，从而可以精确地测定宇宙的年龄为137亿年。WMAP的目标是找出宇宙微波背景辐射的温度之间的微小差异，以帮助测试有关宇宙产生的各种理论。它是COBE的继承者，是中级探索者卫星系列之一。WMAP以宇宙背景辐射的先躯研究者大卫-威尔金森命名。

　　14、雨燕观测卫星

　　“雨燕”(Swift)观测卫星发射于2004年，主要是用来研究伽玛暴现象。“雨燕”可在短短的一分钟内自动观测到伽玛暴现象。到目前为止，它已经发现了数百次伽玛暴现象。“雨燕”卫星实际上是一颗专门用于确定伽马射线暴起源、探索早期宇宙的国际多波段天文台。它主要由三部分组成，分别从伽马射线、X射线、紫外线和光波四个方面研究伽马射线暴和它的耀斑。在多年的运行中，“雨燕”卫星先后共10次捕捉到以极快角速度运行的伽马射线暴，其中，最短的伽马射线暴只持续了50毫秒。目前，“雨燕”卫星可以检测到120亿光年以外单独的恒星参数。
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