伽利略的望遠鏡

　　人們總是對不了解的事物充滿了好奇，比如遙遠天體的真麵目究竟是什麼樣子的。於是，人們幻想有一種千裏眼
，能看清遙遠的東西，1608年，千裏眼終於被發明出來，這就是望遠鏡。

　　這(zhe)一(yi)年(nian)，在(zai)荷(he)蘭(lan)的(de)一(yi)個(ge)眼(yan)鏡(jing)作(zuo)坊(fang)裏(li)
，一(yi)名(ming)學(xue)徒(tu)在(zai)玩(wan)耍(shua)，當(dang)他(ta)用(yong)一(yi)前(qian)一(yi)後(hou)兩(liang)塊(kuai)鏡(jing)片(pian)觀(guan)察(cha)物(wu)體(ti)時(shi)

，發(fa)現(xian)遠(yuan)處(chu)的(de)物(wu)體(ti)離(li)自(zi)己(ji)很(hen)近(jin)，受(shou)此(ci)啟(qi)發(fa)他(ta)發(fa)明(ming)了(le)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)。他(ta)的(de)老(lao)板(ban)不(bu)失(shi)時(shi)機(ji)地(di)將(jiang)這(zhe)一(yi)發(fa)明(ming)轉(zhuan)化(hua)成(cheng)商(shang)品(pin)，並(bing)把(ba)這(zhe)一(yi)發(fa)明(ming)獻(xian)給(gei)政(zheng)府(fu)。有(you)了(le)這(zhe)些(xie)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)幫(bang)助(zhu)
，弱(ruo)小(xiao)的(de)荷(he)蘭(lan)海(hai)軍(jun)打(da)敗(bai)了(le)強(qiang)大(da)的(de)西(xi)班(ban)牙(ya)艦(jian)隊(dui)，使(shi)荷(he)蘭(lan)人(ren)獲(huo)得(de)了(le)獨(du)立(li)。

　　荷(he)蘭(lan)人(ren)對(dui)這(zhe)個(ge)發(fa)明(ming)采(cai)取(qu)了(le)嚴(yan)密(mi)的(de)封(feng)鎖(suo)
，但(dan)是(shi)有(you)關(guan)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)消(xiao)息(xi)還(hai)是(shi)讓(rang)伽(jia)利(li)略(lve)知(zhi)道(dao)了(le)
，他(ta)立(li)刻(ke)意(yi)識(shi)到(dao)這(zhe)種(zhong)東(dong)西(xi)的(de)價(jia)值(zhi)和(he)作(zuo)用(yong)。經(jing)過(guo)細(xi)心(xin)研(yan)究(jiu)，伽(jia)利(li)略(lve)也(ye)獨(du)立(li)發(fa)明(ming)出(chu)自(zi)己(ji)的(de)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)。當(dang)這(zhe)架(jia)天(tian)文(wen)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)緩(huan)緩(huan)掃(sao)過(guo)天(tian)空(kong)時(shi)，現(xian)代(dai)科(ke)學(xue)的(de)帷(wei)幕(mu)緩(huan)緩(huan)拉(la)開(kai)
，有(you)關(guan)天(tian)文(wen)學(xue)最(zui)基(ji)本(ben)的(de)事(shi)實(shi)一(yi)個(ge)個(ge)被(bei)發(fa)現(xian)出(chu)來(lai)。人(ren)們(men)說(shuo)
；“哥倫布發現新大陸，伽利略發現新宇宙。”

　　伽jia利li略lve的de望wang遠yuan鏡jing十shi分fen簡jian單dan，它ta有you兩liang個ge鏡jing片pian組zu成cheng
，前qian麵mian的de叫jiao物wu鏡jing，是shi一yi個ge邊bian緣yuan薄bo中zhong間jian厚hou的de透tou鏡jing。具ju有you放fang大da功gong能neng。後hou麵mian的de叫jiao目mu鏡jing，鏡jing片pian的de中zhong間jian薄bo周zhou邊bian厚hou
，具ju有you縮suo小xiao功gong能neng。這zhe樣yang兩liang個ge鏡jing片pian配pei合he一yi個ge圓yuan筒tong組zu合he在zai一yi起qi，就jiu是shi一yi架jia最zui簡jian單dan的de望wang遠yuan鏡jing。伽jia利li略lve用yong它ta發fa現xian了le木mu星xing的de周zhou圍wei總zong是shi有you四si顆ke小xiao星xing陪pei伴ban在zai左zuo右you
，這zhe就jiu是shi木mu星xing的de四si顆ke衛wei星xing
，又you叫jiao做zuo伽jia利li略lve衛wei星xing；他還發現土星好像長著一對大耳朵，那是土星的光環
；他(ta)還(hai)仔(zai)細(xi)觀(guan)察(cha)了(le)月(yue)球(qiu)的(de)環(huan)形(xing)山(shan)。由(you)於(yu)有(you)了(le)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)

，人(ren)們(men)終(zhong)於(yu)知(zhi)道(dao)，天(tian)上(shang)的(de)銀(yin)河(he)原(yuan)來(lai)是(shi)由(you)無(wu)數(shu)的(de)星(xing)星(xing)組(zu)成(cheng)。這(zhe)些(xie)新(xin)發(fa)現(xian)，成(cheng)為(wei)哥(ge)白(bai)尼(ni)日(ri)心(xin)說(shuo)的(de)有(you)力(li)證(zheng)據(ju)。

　　開普勒的望遠鏡

　　shiwangyuanjingjinyibuyousuofazhandeshikaipule，tabawangyuanjingdemujingyouaotoujinggaihuanchengletutoujing，zheyangqianhoulianggejingpiandoujuyoufangdazuoyong，tigaolewangyuanjingdefangdabeilv。tasuochengdexiangshidaolide，danyongzaitianwenguanceshangjibenmeiyoushenmeyingxiang
，zhezhongwangyuanjingjiaozuokaipulewangyuanjing。

　　ruguotutoujingduizhetaiyang，nametazaidishangjiuhuichuxianyigefeichangliangdejiaodian，zhegejiaodianjutoujingzhongxindejulijiujiaozuotoujingdejiaoju，duiyukaipulewangyuanjinglaishuo

，yongwujingdejiaojuchuyimujingdejiaoju，jiudedaoletadefangdabeilv。kaipulewangyuanjingdejingtongyibandouhenchang，zheyeshitadefangdabeilvtigaolebushao。

　　使開普勒望遠鏡獲得大發展的是威廉·赫he歇xie爾er，也ye就jiu是shi發fa現xian天tian王wang星xing的de那na一yi位wei，他ta一yi生sheng磨mo製zhi了le許xu多duo大da型xing望wang遠yuan鏡jing的de鏡jing片pian，他ta的de望wang遠yuan鏡jing看kan起qi來lai就jiu像xiang一yi門men巨ju炮pao指zhi向xiang天tian空kong。這zhe使shi他ta的de觀guan測ce手shou段duan一yi直zhi優you於yu別bie人ren
，也ye給gei他ta帶dai來lai了le許xu多duo學xue術shu成cheng果guo。在zai他ta的de帶dai領ling下xia

，他ta的de妹mei妹mei和he兒er子zi也ye都dou成cheng為wei天tian文wen學xue家jia。

　　牛頓的望遠鏡

　　伽jia利li略lve和he開kai普pu勒le的de望wang遠yuan鏡jing都dou屬shu於yu折zhe射she望wang遠yuan鏡jing
，它ta們men都dou由you兩liang個ge鏡jing片pian組zu成cheng
，工gong作zuo原yuan理li並bing不bu複fu雜za，但dan它ta們men的de缺que點dian卻que是shi明ming顯xian的de
，伽jia利li略lve望wang遠yuan鏡jing的de放fang大da倍bei率lv太tai小xiao
，而er開kai普pu勒le望wang遠yuan鏡jing的de鏡jing筒tong太tai長chang。有you沒mei有you辦ban法fa使shi一yi種zhong望wang遠yuan鏡jing既ji有you較jiao大da的de倍bei率lv鏡jing筒tong又you不bu長chang呢ne？反fan射she望wang遠yuan鏡jing就jiu有you這zhe個ge優you點dian。

　　反射望遠鏡細分起來，又有許多種類，最常見的就是牛頓式反射望遠鏡。它是由英國物理學家牛頓在1671年nian發fa明ming的de。它ta的de物wu鏡jing是shi一yi片pian凹ao麵mian鏡jing，而er不bu是shi凸tu透tou鏡jing，它ta裝zhuang在zai望wang遠yuan鏡jing筒tong的de後hou邊bian
，而er不bu是shi前qian邊bian。它ta的de表biao麵mian鍍du銀yin，可ke以yi把ba光guang線xian彙hui聚ju到dao前qian邊bian，在zai焦jiao點dian處chu固gu定ding有you一yi麵mian鏡jing子zi，這zhe個ge鏡jing子zi把ba物wu鏡jing的de圖tu像xiang掉diao轉zhuan90度du，射she在zai望wang遠yuan鏡jing的de筒tong壁bi上shang，在zai筒tong壁bi上shang，設she置zhi有you一yi個ge目mu鏡jing
，嚴yan格ge說shuo來lai，它ta是shi一yi個ge目mu鏡jing組zu
，是shi由you好hao幾ji個ge鏡jing片pian組zu成cheng的de
，相xiang當dang於yu一yi個ge目mu鏡jing，這zhe樣yang可ke以yi提ti高gao圖tu像xiang質zhi量liang。用yong這zhe種zhong望wang遠yuan鏡jing觀guan測ce天tian體ti的de時shi候hou
，觀guan測ce者zhe不bu是shi在zai望wang遠yuan鏡jing的de後hou邊bian
，而er是shi在zai望wang遠yuan鏡jing的de側ce麵mian。由you於yu它ta的de反fan射she平ping麵mian鏡jing固gu定ding起qi來lai很hen複fu雜za，所suo以yi它ta的de鏡jing筒tong也ye並bing不bu是shi標biao準zhun的de圓yuan形xing
，而er是shi中zhong部bu有you段duan鼓gu起qi
，就jiu像xiang葫hu蘆lu一yi樣yang，所suo以yi又you叫jiao寶bao葫hu蘆lu望wang遠yuan鏡jing。

　　望遠鏡的發展

　　以(yi)上(shang)是(shi)較(jiao)簡(jian)單(dan)的(de)三(san)種(zhong)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)基(ji)本(ben)概(gai)況(kuang)
，對(dui)於(yu)較(jiao)專(zhuan)業(ye)的(de)天(tian)文(wen)觀(guan)測(ce)來(lai)說(shuo)
，它(ta)們(men)實(shi)在(zai)太(tai)簡(jian)單(dan)了(le)。遠(yuan)遠(yuan)滿(man)足(zu)不(bu)了(le)觀(guan)測(ce)需(xu)要(yao)。後(hou)來(lai)又(you)有(you)人(ren)發(fa)明(ming)了(le)卡(ka)塞(sai)格(ge)林(lin)型(xing)，施(shi)密(mi)特(te)性(xing)和(he)馬(ma)克(ke)蘇(su)托(tuo)夫(fu)型(xing)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)，它(ta)們(men)都(dou)以(yi)發(fa)明(ming)者(zhe)的(de)名(ming)字(zi)命(ming)名(ming)
，光(guang)路(lu)原(yuan)理(li)也(ye)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za)。

　　人ren們men往wang往wang追zhui求qiu望wang遠yuan鏡jing的de望wang遠yuan倍bei率lv，這zhe一yi點dian是shi不bu可ke能neng無wu限xian擴kuo大da的de。倍bei率lv太tai高gao，會hui影ying響xiang它ta的de成cheng像xiang質zhi量liang。對dui於yu天tian文wen望wang遠yuan鏡jing來lai說shuo
，倍bei率lv是shi一yi個ge次ci要yao的de方fang麵mian
，人ren們men追zhui求qiu的de是shi物wu鏡jing直zhi徑jing的de大da小xiao
，直zhi徑jing越yue大da，它ta所suo收shou集ji的de光guang子zi也ye越yue多duo
，分fen辨bian能neng力li也ye就jiu越yue強qiang。

　　美國曾經在1948年製造出了直徑達5米(mi)的(de)天(tian)文(wen)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)，它(ta)坐(zuo)落(luo)在(zai)帕(pa)落(luo)馬(ma)山(shan)天(tian)文(wen)台(tai)
，它(ta)大(da)大(da)開(kai)拓(tuo)了(le)天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)的(de)視(shi)野(ye)
，幫(bang)助(zhu)他(ta)們(men)拍(pai)攝(she)了(le)許(xu)多(duo)宇(yu)宙(zhou)深(shen)空(kong)的(de)照(zhao)片(pian)
，使(shi)美(mei)國(guo)天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)的(de)研(yan)究(jiu)水(shui)平(ping)一(yi)下(xia)子(zi)提(ti)高(gao)了(le)許(xu)多(duo)。不(bu)甘(gan)落(luo)後(hou)的(de)蘇(su)聯(lian)人(ren)坐(zuo)不(bu)住(zhu)了(le)，於(yu)是(shi)他(ta)們(men)造(zao)出(chu)了(le)直(zhi)徑(jing)達(da)6米的望遠鏡
，但是這台當時世界上口徑最大的望遠鏡成像質量很差。

　　現xian在zai人ren們men已yi經jing認ren識shi到dao，望wang遠yuan鏡jing的de口kou徑jing不bu能neng造zao得de太tai大da，過guo大da的de口kou徑jing會hui使shi它ta的de自zi重zhong太tai大da，這zhe樣yang就jiu會hui造zao成cheng鏡jing片pian變bian形xing，而er且qie它ta的de自zi重zhong也ye會hui把ba承cheng載zai它ta運yun行xing的de電dian動dong設she備bei壓ya的de不bu能neng正zheng常chang運yun作zuo。繼ji續xu提ti高gao望wang遠yuan鏡jing分fen辨bian能neng力li的de新xin思si路lu是shi製zhi造zao許xu多duo小xiao鏡jing片pian
，然ran後hou組zu合he成cheng一yi個ge大da鏡jing片pian。

　　zaidiqiushang，kongqizhongdehuichen
，butingdidoudongzhededaqi，douchengweiyingxiangwangyuanjingguancezhiliangdezhongyaoyinsu。xianzaidetianwenwangyuanjingdoujianzaiqinglangshaoyudegaoshanshang。danzhehaishibugoulixiang
，yushi
，renmenyoutichubawangyuanjingfangdaotaikongqu。habowangyuanjingjiushimuqiangongzuozuichusedeyijiataikongwangyuanjing
，taxiangweixingnayangweiraozhediqiuyunxing，weiwomentigonglexuduogaojingdudetiantizhaopian，beiyuweitianwenxuede“發現機器”。

　　望遠鏡的附件

　　星xing星xing在zai天tian上shang是shi一yi點dian一yi點dian地di至zhi東dong往wang西xi運yun行xing的de
，當dang你ni把ba望wang遠yuan鏡jing對dui準zhun了le它ta以yi後hou，很hen快kuai就jiu會hui發fa現xian它ta移yi動dong了le，這zhe樣yang就jiu需xu要yao有you一yi種zhong自zi動dong跟gen蹤zong設she施shi。現xian在zai即ji使shi是shi天tian文wen愛ai好hao者zhe使shi用yong的de望wang遠yuan鏡jing
，也ye有you自zi動dong跟gen蹤zong裝zhuang置zhi。除chu此ci之zhi外wai，還hai有you導dao星xing鏡jing，有you了le它ta的de幫bang助zhu

，可ke以yi很hen容rong易yi找zhao到dao目mu標biao。如ru果guo你ni想xiang把ba看kan到dao的de景jing象xiang拍pai成cheng照zhao片pian，那na麼me還hai有you攝she影ying接jie口kou，你ni想xiang觀guan測ce明ming亮liang的de太tai陽yang，那na麼me還hai有you濾lv光guang鏡jing，因yin為wei用yong望wang遠yuan鏡jing觀guan測ce太tai陽yang，會hui灼zhuo傷shang眼yan睛jing
，伽jia利li略lve晚wan年nian患huan有you眼yan疾ji，就jiu是shi他ta用yong望wang遠yuan鏡jing觀guan測ce太tai陽yang造zao成cheng的de。

　　現xian在zai望wang遠yuan鏡jing的de目mu鏡jing通tong常chang由you幾ji組zu透tou鏡jing組zu成cheng，這zhe樣yang可ke以yi有you不bu同tong的de望wang遠yuan倍bei率lv
，配pei上shang不bu同tong倍bei率lv的de目mu鏡jing組zu可ke以yi得de到dao不bu同tong的de觀guan測ce結jie果guo，如ru果guo想xiang要yao看kan寬kuan廣guang的de視shi場chang，那na麼me就jiu用yong低di倍bei率lv目mu鏡jing組zu
，如ru果guo想xiang要yao看kan精jing細xi的de結jie構gou，那na麼me就jiu用yong高gao倍bei率lv目mu鏡jing組zu。

　　早zao期qi的de望wang遠yuan鏡jing
，由you於yu鏡jing片pian製zhi造zao工gong藝yi簡jian單dan，常chang常chang出chu現xian像xiang差cha和he色se差cha這zhe兩liang種zhong毛mao病bing，它ta們men使shi看kan到dao的de東dong西xi或huo者zhe變bian形xing，或huo者zhe顏yan色se失shi真zhen。為wei了le解jie決jue這zhe個ge問wen題ti，人ren們men就jiu盡jin量liang延yan長chang望wang遠yuan鏡jing的de焦jiao距ju。1722年
，不拉德雷測定金星直徑的望遠鏡
，其物鏡焦距長達65米mi，比bi百bai米mi短duan跑pao跑pao道dao的de一yi半ban還hai長chang。後hou來lai
，消xiao色se差cha望wang遠yuan鏡jing誕dan生sheng
，它ta的de目mu鏡jing是shi由you兩liang個ge鏡jing片pian組zu成cheng
，一yi凸tu一yi凹ao貼tie合he在zai一yi起qi，這zhe樣yang就jiu可ke以yi消xiao除chu色se差cha和he球qiu差cha等deng多duo種zhong毛mao病bing。

　　從cong望wang遠yuan鏡jing誕dan生sheng到dao現xian在zai，已yi經jing曆li了le好hao幾ji代dai的de演yan變bian，因yin此ci也ye就jiu產chan生sheng出chu許xu多duo故gu事shi。可ke以yi肯ken定ding的de是shi，隻zhi要yao人ren們men探tan索suo宇yu宙zhou奧ao秘mi的de好hao奇qi心xin存cun在zai
，那na麼me有you關guan望wang遠yuan鏡jing的de故gu事shi也ye就jiu永yong遠yuan沒mei有you結jie束shu。（國家航天局網特約撰稿/北辰）

　　背景知識：

　　色差：由白色物點向光學係統發出一束白光
，經該光學係列折射後
，組成該束白光的紅、橙、黃
、綠
、青、藍、紫等各色光，不能會聚於同一點，即白色物點不能結成白色像點，而結成一彩色像斑的成像誤差，稱為色差。

　　球差：由you主zhu軸zhou上shang某mou一yi物wu點dian向xiang光guang學xue係xi統tong發fa出chu的de單dan色se圓yuan錐zhui形xing光guang束shu，經jing該gai光guang學xue係xi列lie折zhe射she後hou，若ruo原yuan光guang束shu不bu同tong孔kong徑jing角jiao的de各ge光guang線xian
，不bu能neng交jiao於yu主zhu軸zhou上shang的de同tong一yi位wei置zhi，以yi至zhi在zai主zhu軸zhou上shang的de理li想xiang像xiang平ping麵mian處chu，形xing成cheng一yi彌mi散san光guang斑ban（俗稱模糊圈），則此光學係統的成像誤差稱為球差。

本文編輯：李遷