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望遠鏡家族史

 酒壇新鬼 2013-08-27
望遠鏡（a telescope/binoculars）　　17世紀初的一天，荷蘭小鎮(zhèn)的一家眼鏡店的主人利伯希（Hans Lippershey），為檢查磨制出來的透鏡質(zhì)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(fā)現(xiàn)遠處的教堂塔尖好象變大拉近了，于是在無意中發(fā)現(xiàn)了望遠鏡的秘密。1608年他為自引己制作的望遠鏡申請專利，并遵從當(dāng)局的要求，造了一個雙筒望遠鏡。據(jù)說小鎮(zhèn)好幾十個眼鏡匠都聲稱發(fā)明了望遠鏡。

定義

　　望遠鏡的基本原理
　　望遠鏡是一種用于觀察遠距離物體的目視光學(xué)儀器，能把遠物很小的張角按一定倍率放大，使之在像
　　 

望遠鏡

空間具有較大的張角，使本來無法用肉眼看清或分辨的物體變清晰可辨。所以，望遠鏡是天文和地面觀測中不可缺少的工具。它是一種通過物鏡和目鏡使入射的平行光束仍保持平行射出的光學(xué)系統(tǒng)。根據(jù)望遠鏡原理一般分為三種。
　　一種通過收集電磁波來觀察遙遠物體的儀器。在日常生活中，望遠鏡主要指光學(xué)望遠鏡。但是在現(xiàn)代天文學(xué)中，天文望遠鏡包括了射電望遠鏡，紅外望遠鏡，Ｘ射線和伽嗎射線望遠鏡。近年來天文望遠鏡的概念又進一步地延伸到了引力波，宇宙射線和暗物質(zhì)的領(lǐng)域。
　　或者再經(jīng)過一個放大目鏡進行觀察。日常生活中的光學(xué)望遠鏡又稱“千里鏡”。它主要包括業(yè)余天文望遠鏡，觀劇望遠鏡和軍用雙筒望遠鏡。
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簡介

　　常用的雙筒望遠鏡還為減小體積和翻轉(zhuǎn)倒像的目的，需要增加棱鏡系統(tǒng)，棱鏡系統(tǒng)按形式不同可分為別漢棱鏡系統(tǒng)和保羅棱鏡系統(tǒng)，兩種系統(tǒng)的原理及應(yīng)用是相似的。
　　個人使用的小型手持式望遠鏡不宜使用過大放大倍率，一般以3～12倍為宜，倍數(shù)過大時，成像清晰度就會變差，同時抖動嚴重，超過12倍的望遠鏡一般使用三角架等方式加以固定。


歷史

　　 
與此同時，德國的天文學(xué)家開普勒也開始研究望遠鏡，他在《屈光學(xué)》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。但開普勒沒有制造他所介紹的望遠鏡。沙伊納于1613年─1617年間首次制作出了這種望遠鏡，他還遵照開普勒的建議制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臺望遠鏡，一臺一臺地觀察太陽，無論哪一臺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(jié)果傷了眼睛，最后幾乎失明。荷蘭的惠更斯為了減少折射望遠鏡的色差在1665年做了一臺筒長近6米的望遠鏡，來探查土星的光環(huán)，后來又做了一臺將近41米長的望遠鏡。
　　使用透鏡作物鏡的望遠鏡稱為折射望遠鏡，即使加長鏡筒，精密加工透鏡，也不能消除色象差，牛頓曾認為折射望遠鏡的色差是不可救藥的，后來證明是過分悲觀的。1668年他發(fā)明了反射式望遠鏡，斛決了色差的問題。第一臺反射式望遠鏡非常小，望遠鏡內(nèi)的反射鏡口徑只有2.5厘米，但是已經(jīng)能清楚地看到木星的衛(wèi)星、金星的盈虧等。1672年牛頓做了一臺更大的反射望遠鏡，送給了英國皇家學(xué)會，至今還保存在皇家學(xué)會的圖書館里。1733年英國人哈爾制成第一臺消色差折射望遠鏡。1758年倫敦的寶蘭德也制成同樣的望遠鏡，他采用了折射率不同的玻璃分別制造凸透鏡和凹透鏡，把各自形成的有色邊緣相互抵消。但是要制造很大透鏡不容易，目前世界上最大的一臺折射式望遠鏡直徑為102厘米，安裝在雅弟斯天文臺。
　　 

單筒望遠鏡

1793年英國赫瑟爾（William Herschel），制做了反射式望遠鏡，反射鏡直徑為130厘米，用銅錫合金制成，重達1噸。1845年英國的帕森（William Parsons）制造的反射望遠鏡，反射鏡直徑為1.82米。1917年，胡克望遠鏡（Hooker Telescope）在美國加利福尼亞的威爾遜山天文臺建成。它的主反射鏡口徑為100英寸。正是使用這座望遠鏡，哈勃（Edwin Hubble）發(fā)現(xiàn)了宇宙正在膨脹的驚人事實。1930年，德國人施密特（BernhardSchmidt）將折射望遠鏡和反射望遠鏡的優(yōu)點（折射望遠鏡像差小但有色差而且尺寸越大越昂貴，反射望遠鏡沒有色差、造價低廉且反射鏡可以造得很大，但存在像差）結(jié)合起來，制成了第一臺折反射望遠鏡。
　　戰(zhàn)后，反射式望遠鏡在天文觀測中發(fā)展很快，1950年在帕洛瑪山上安裝了一臺直徑5.08米的海爾（Hale）反射式望遠鏡。1969年在前蘇聯(lián)高加索北部的帕斯土霍夫山上安裝了直徑6米的反射鏡。1990年，NASA將哈勃太空望遠鏡送入軌道，然而，由于鏡面故障，直到1993年宇航員完成太空修復(fù)并更換了透鏡后，哈勃望遠鏡才開始全面發(fā)揮作用。由于可以不受地球大氣的干擾，哈勃望遠鏡的圖像清晰度是地球上同類望遠鏡拍下圖像的10倍。1993年，美國在夏威夷莫納克亞山上建成了口徑10米的“凱克望遠鏡”，其鏡面由36塊1.8米的反射鏡拼合而成。2001設(shè)在智利的歐洲南方天文臺研制完成了“超大望遠鏡”(VLT)，它由4架口徑8米的望遠鏡組成，其聚光能力與一架16米的反射望遠鏡相當(dāng)。現(xiàn)在，一批正在籌建中的望遠鏡又開始對莫納克亞山上的白色巨人兄弟發(fā)起了沖擊。這些新的競爭參與者包括30米口徑的“加利福尼亞極大望遠鏡”（California ExtremelyLarge Telescope，簡稱CELT），20米口徑的大麥哲倫望遠鏡（Giant Magellan Telescope，簡稱GMT）和100米口徑的絕大望遠鏡（Overwhelming Large Telescope，簡稱OWL）。它們的倡議者指出，這些新的望遠鏡不僅可以提供像質(zhì)遠勝于哈勃望遠鏡照片的太空圖片，而且能收集到更多的光，對100億年前星系形成時初態(tài)恒星和宇宙氣體的情況有更多的了解，并看清楚遙遠恒星周圍的行星。
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哈勃空間望遠鏡

哈勃空間望遠鏡

　　（Hubble Space Telescope，HST），是人類第一座太空望遠鏡，總長度超過13米，質(zhì)量為11噸多，運行在地球大氣層外緣離地面約600公里的軌道上。它大約每100分鐘環(huán)繞地球一周。哈勃望遠鏡是由美國國家航空航天局和歐洲航天局合作，于1990年發(fā)射入軌的。哈勃望遠鏡是以天文學(xué)家愛德文·哈勃的名字命名的。按計劃，它將在2013年被詹姆斯韋伯太空望遠鏡所取代。哈勃望遠鏡的角分辨率達到小于0.1秒，每天可以獲取3到5G字節(jié)的數(shù)據(jù)。
　　由于運行在外層空間，哈勃望遠鏡獲得的圖像不受大氣層擾動折射的影響，并且可以獲得通常被大氣層吸收的紅外光譜的圖像。
　　哈勃望遠鏡的數(shù)據(jù)由太空望遠鏡研究所的天文學(xué)家和科學(xué)家分析處理。該研究所屬于位于美國馬里蘭州巴爾第摩市的約翰霍普金斯大學(xué)。

歷史

　　哈勃太空望遠鏡的構(gòu)想可追溯到1946年。該望遠鏡于1970年代設(shè)計，建造及發(fā)射共耗資20億美元。NASA馬歇爾空間飛行中心負責(zé)設(shè)計，開發(fā)和建造哈勃空間望遠鏡。NASA高達德空間飛行中心負責(zé)科學(xué)設(shè)備和地面控制。珀金埃爾默負責(zé)制造鏡片。洛克希德負責(zé)建造望遠鏡鏡體。

升空

　　該望遠鏡隨發(fā)現(xiàn)號航天飛機，于1990年4月24日發(fā)射升空。原定于1986年升空，但自從該年一月發(fā)生的挑戰(zhàn)者號爆炸事件后，升空的日期被后延。
　　首批傳回地球的影像令天文學(xué)家等不少人大為失望，由于珀金埃爾默制造的鏡片的厚度有誤，產(chǎn)生了嚴重的球差，因此影像比較朦朧。

維護任務(wù)（1）

　　更換設(shè)備后所拍攝的清晰影像，遠比更換前清楚許多。第一個任務(wù)名為STS-61，它于1993年12月增添了不少新儀器，包括:
　　以COSTAR取代高速光度計(HSP)。
　　以WFPC2相機取代WFPC相機。
　　更換太陽能集光板。
　　更換兩個RSU，包括四個陀螺儀。
　　改變軌道
　　該任務(wù)于1994年1月13日宣告完成，拍得首批清晰影像并傳回地球。

維護任務(wù)（2）

　　第二個任務(wù)名為STS-81，于1997年2月開始，望遠鏡有兩個儀器和多個硬件被更換。

維護任務(wù)（3）A

　　任務(wù)3A名為STS-103，于1999年12月開始。

維護任務(wù)（3）B

　　任務(wù)3B名為STS-109，于2002年3月開始。

[編輯本段]
分類

一、折射望遠鏡

　　，是用透鏡作物鏡的望遠鏡。分為兩種類型：由凹透鏡作目鏡的稱伽利略望遠鏡；由凸透鏡作目鏡的稱開普勒望遠鏡。因單透鏡物鏡色差和球差都相當(dāng)嚴重，現(xiàn)代的折射望遠鏡常用兩塊或兩塊以上的透鏡組作物鏡。其中以雙透鏡物鏡應(yīng)用最普遍。它由相距很近的一塊冕牌玻璃制成的凸透鏡和一塊火石玻璃制成的凹透鏡組成，對兩個特定的波長完全消除位置色差，對其余波長的位置色差也可相應(yīng)減弱
　　在滿足一定設(shè)計條件時，還可消去球差和彗差。由于剩余色差和其他像差的影響，雙透鏡物鏡的相對口徑較小，一般為1/15-1/20，很少大于1/7，可用視場也不大?？趶叫∮?厘米的雙透鏡物鏡可將兩塊透鏡膠合在一起，稱雙膠合物鏡 ，留有一定間隙未膠合的稱雙分離物鏡 。為了增大相對口徑和視場，可采用多透鏡物鏡組。對于伽利略望遠鏡來說，結(jié)構(gòu)非常簡單，光能損失少。鏡筒短，很輕便。而且成正像，但倍數(shù)小視野窄，一般用于觀劇鏡和玩具望遠鏡。對于開普勒望遠鏡來說，需要在物鏡后面添加棱鏡組或透鏡組來轉(zhuǎn)像，使眼睛觀察到的是正像。一般的折射望遠鏡都是采用開普勒結(jié)構(gòu)。由于折射望遠鏡的成像質(zhì)量比反射望遠鏡好，視場大，使用方便，易于維護，中小型天文望遠鏡及許多專用儀器多采用折射系統(tǒng)，但大型折射望遠鏡制造起來比反射望遠鏡困難得多，因為冶煉大口徑的優(yōu)質(zhì)透鏡非常困難，且存在玻璃對光線的吸收問題，所以大口徑望遠鏡都采用反射式
　?。?以下為詳細介紹）

伽利略望遠鏡

　　物鏡是會聚透鏡而目鏡是發(fā)散透鏡的望遠鏡。光線經(jīng)過物鏡折射所成的實像在目鏡的后方（靠近人目的后方）焦點上，這像對目鏡是一個虛像，因此經(jīng)它折射后成一放大的正立虛像。伽利略望遠鏡的放大率等于物鏡焦距與目鏡焦距的比值。其優(yōu)點是鏡筒短而能成正像，但它的視野比較小。把兩個放大倍數(shù)不高的伽利略望遠鏡并列一起、中間用一個螺栓鈕可以同時調(diào)節(jié)其清晰程度的裝置，稱為“觀劇鏡”；因攜帶方便，常用以觀看表演等。伽利略發(fā)明的望遠鏡在人類認識自然的歷史中占有重要地位。它由一個凹透鏡（目鏡）和一個凸透鏡（物鏡）構(gòu)成。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，能直接成正像。
　　

開普勒望遠鏡

　　原理由兩個凸透鏡構(gòu)成。由于兩者之間有一個實像，可方便的安裝分劃板，并且各種性能優(yōu)良，所以目前軍用望遠鏡，小型天文望遠鏡等專業(yè)級的望遠鏡都采用此種結(jié)構(gòu)。但這種結(jié)構(gòu)成像是倒立的，所以要在中間增加正像系統(tǒng)。
　　正像系統(tǒng)分為兩類：棱鏡正像系統(tǒng)和透鏡正像系統(tǒng)。我們常見的前寬后窄的典型雙筒望遠鏡既采用了雙直角棱鏡正像系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是在正像的同時將光軸兩次折疊，從而大大減小了望遠鏡的體積和重量。透鏡正像系統(tǒng)采用一組復(fù)雜的透鏡來將像倒轉(zhuǎn)，成本較高，但俄羅斯20×50三節(jié)伸縮古典型單筒望遠鏡既采用設(shè)計精良的透鏡正像系統(tǒng)。

歷史

　　1611年，德國天文學(xué)家開普勒用兩片雙凸透鏡分別作為物鏡和目鏡，使放大倍數(shù)有了明顯的提高，以后人們將這種光學(xué)系統(tǒng)稱為開普勒式望遠鏡?，F(xiàn)在人們用的折射式望遠鏡還是這兩種形式，天文望遠鏡是采用開普勒式。
　　需要指出的是，由于當(dāng)時的望遠鏡采用單個透鏡作為物鏡，存在嚴重的色差，為了獲得好的觀測效果，需要用曲率非常小的透鏡，這勢必會造成鏡身的加長。所以在很長的一段時間內(nèi)，天文學(xué)家一直在夢想制作更長的望遠鏡，許多嘗試均以失敗告終。
　　1757年，杜隆通過研究玻璃和水的折射和色散，建立了消色差透鏡的理論基礎(chǔ)，并用冕牌玻璃和火石玻璃制造了消色差透鏡。從此，消色差折射望遠鏡完全取代了長鏡身望遠鏡。但是，由于技術(shù)方面的限制，很難鑄造較大的火石玻璃，在消色差望遠鏡的初期，最多只能磨制出10厘米的透鏡。
　　十九世紀末，隨著制造技術(shù)的提高，制造較大口徑的折射望遠鏡成為可能，隨之就出現(xiàn)了一個制造大口徑折射望遠鏡的高潮。世界上現(xiàn)有的8架70厘米以上的折射望遠鏡有7架是在1885年到1897年期間建成的，其中最有代表性的是1897年建成的口徑102厘米的葉凱士望遠鏡和1886年建成的口徑91厘米的里克望遠鏡。
　　折射望遠鏡的優(yōu)點是焦距長，底片比例尺大，對鏡筒彎曲不敏感，最適合于做天體測量方面的工作。但是它總是有殘余的色差，同時對紫外、紅外波段的輻射吸收很厲害。而巨大的光學(xué)玻璃澆制也十分困難，到1897年葉凱士望遠鏡建成，折射望遠鏡的發(fā)展達到了頂點，此后的這一百年中再也沒有更大的折射望遠鏡出現(xiàn)。這主要是因為從技術(shù)上無法鑄造出大塊完美無缺的玻璃做透鏡，并且，由于重力使大尺寸透鏡的變形會非常明顯，因而喪失明銳的焦點。

二、反射望遠鏡

　　是用凹面反射鏡作物鏡的望遠鏡?？煞譃榕ｎD望遠鏡.卡塞格林望遠鏡等幾種類型。反射望遠鏡的主要優(yōu)點是不存在色差，當(dāng)物鏡采用拋物面時，還可消去球差。但為了減小其它像差的影響，可用視場較小。對制造反射鏡的材料只要求膨脹系數(shù)較小、應(yīng)力小和便于磨制。磨好的反射鏡一般在表面鍍一層鋁膜，鋁膜在2000-9000埃波段范圍的反射率都大于80%，因而除光學(xué)波段外，反射望遠鏡還適于對近紅外和近紫外波段進行研究。反射望遠鏡的相對口徑可以做得較大，主焦點式反射望遠鏡的相對口徑約為1/5-1/2.5，甚至更大，而且除牛頓望遠鏡外，鏡筒的長度比系統(tǒng)的焦距要短得多，加上主鏡只有一個表面需要加工，這就大大降低了造價和制造的困難，因此目前口徑大于1.34米的光學(xué)望遠鏡全部是反射望遠鏡。一架較大口徑的反射望遠鏡，通過變換不同的副鏡，可獲得主焦點系統(tǒng)(或牛頓系統(tǒng))、卡塞格林系統(tǒng)和折軸系統(tǒng)。這樣，一架望遠鏡便可獲得幾種不同的相對口徑和視場。反射望遠鏡主要用于天體物理方面的工作。
　　

歷史

　　第一架反射式望遠鏡誕生于1668年。牛頓經(jīng)過多次磨制非球面的透鏡均告失敗后，決定采用球面反射鏡作為主鏡。他用2.5厘米直徑的金屬，磨制成一塊凹面反射鏡，并在主鏡的焦點前面放置了一個與主鏡成45o角的反射鏡，使經(jīng)主鏡反射后的會聚光經(jīng)反射鏡以90o角反射出鏡筒后到達目鏡。這種系統(tǒng)稱為牛頓式反射望遠鏡。它的球面鏡雖然會產(chǎn)生一定的象差，但用反射鏡代替折射鏡卻是一個巨大的成功。
　　詹姆斯·格雷戈里在1663年提出一種方案：利用一面主鏡，一面副鏡，它們均為凹面鏡，副鏡置于主鏡的焦點之外，并在主鏡的中央留有小孔，使光線經(jīng)主鏡和副鏡兩次反射后從小孔中射出，到達目鏡。這種設(shè)計的目的是要同時消除球差和色差，這就需要一個拋物面的主鏡和一個橢球面的副鏡，這在理論上是正確的，但當(dāng)時的制造水平卻無法達到這種要求，所以格雷戈里無法得到對他有用的鏡子。
　　1672年，法國人卡塞格林提出了反射式望遠鏡的第三種設(shè)計方案，結(jié)構(gòu)與格雷戈里望遠鏡相似，不同的是副鏡提前到主鏡焦點之前，并為凸面鏡，這就是現(xiàn)在最常用的卡賽格林式反射望遠鏡。這樣使經(jīng)副鏡鏡反射的光稍有些發(fā)散，降低了放大率，但是它消除了球差，這樣制作望遠鏡還可以使焦距很短。
　　卡塞格林式望遠鏡的主鏡和副鏡可以有多種不同的形式，光學(xué)性能也有所差異。由于卡塞格林式望遠鏡焦距長而鏡身短，放大倍率也大，所得圖象清晰；既有卡塞格林焦點，可用來研究小視場內(nèi)的天體，又可配置牛頓焦點，用以拍攝大面積的天體。因此，卡塞格林式望遠鏡得到了非常廣泛的應(yīng)用。
　　赫歇爾是制作反射式望遠鏡的大師，他早年為音樂師，因為愛好天文，從1773年開始磨制望遠鏡，一生中制作的望遠鏡達數(shù)百架。赫歇爾制作的望遠鏡是把物鏡斜放在鏡筒中，它使平行光經(jīng)反射后匯聚于鏡筒的一側(cè)。
　　在反射式望遠鏡發(fā)明后的近200年中，反射材料一直是其發(fā)展的障礙：鑄鏡用的青銅易于腐蝕，不得不定期拋光，需要耗費大量財力和時間，而耐腐蝕性好的金屬，比青銅密度高且十分昂貴。1856年德國化學(xué)家尤斯圖斯·馮·利比希研究出一種方法，能在玻璃上涂一薄層銀，經(jīng)輕輕的拋光后，可以高效率地反射光。這樣，就使得制造更好、更大的反射式望遠鏡成為可能。
　　1918年末，口徑為254厘米的胡克望遠鏡投入使用，這是由海爾主持建造的。天文學(xué)家用這架望遠鏡第一次揭示了銀河系的真實大小和我們在其中所處的位置，更為重要的是，哈勃的宇宙膨脹理論就是用胡克望遠鏡觀測的結(jié)果。
　　二十世紀二、三十年代，胡克望遠鏡的成功激發(fā)了天文學(xué)家建造更大反射式望遠鏡的熱情。1948年，美國建造了口徑為508厘米望遠鏡，為了紀念卓越的望遠鏡制造大師海爾，將它命名為海爾望遠鏡。從設(shè)計到制造完成海爾望遠鏡經(jīng)歷了二十多年，盡管它比胡克望遠鏡看得更遠，分辨能力更強，但它并沒有使人類對宇宙的有更新的認識。正如阿西摩夫所說："海爾望遠鏡（1948年）就象半個世紀以前的葉凱士望遠鏡（1897年）一樣，似乎預(yù)兆著一種特定類型的望遠鏡已經(jīng)快發(fā)展到它的盡頭了"。在1976年前蘇聯(lián)建造了一架600厘米的望遠鏡，但它發(fā)揮的作用還不如海爾望遠鏡，這也印證了阿西摩夫所說的話。
　　反射式望遠鏡有許多優(yōu)點，比如：沒有色差，能在廣泛的可見光范圍內(nèi)記錄天體發(fā)出的信息，且相對于折射望遠鏡比較容易制作。但由于它也存在固有的不足：如口徑越大，視場越小，物鏡需要定期鍍膜等。

三、折反射望遠鏡

　　是在球面反射鏡的基礎(chǔ)上，再加入用于校正像差的折射元件，可以避免困難的大型非球面加工，又能獲得良好的像質(zhì)量。比較著名的有施密特望遠鏡
　　它在球面反射鏡的球心位置處放置一施密特校正板。它是一個面是平面，另一個面是輕度變形的非球面，使光束的中心部分略有會聚，而外圍部分略有發(fā)散，正好矯正球差和彗差。還有一種馬克蘇托夫望遠鏡
　　在球面反射鏡前面加一個彎月型透鏡，選擇合適的彎月透鏡的參數(shù)和位置，可以同時校正球差和彗差。及這兩種望遠鏡的衍生型，如超施密特望遠鏡，貝克―努恩照相機等。在折反射望遠鏡中，由反射鏡成像，折射鏡用于校正像差。它的特點是相對口徑很大(甚至可大于1)，光力強，視場廣闊，像質(zhì)優(yōu)良。適于巡天攝影和觀測星云、彗星、流星等天體。小型目視望遠鏡若采用折反射卡塞格林系統(tǒng)，鏡筒可非常短小。

歷史

　　折反射式望遠鏡最早出現(xiàn)于1814年。1931年，德國光學(xué)家施密特用一塊別具一格的接近于平行板的非球面薄透鏡作為改正鏡，與球面反射鏡配合，制成了可以消除球差和軸外象差的施密特式折反射望遠鏡，這種望遠鏡光力強、視場大、象差小，適合于拍攝大面積的天區(qū)照片，尤其是對暗弱星云的拍照效果非常突出。施密特望遠鏡已經(jīng)成了天文觀測的重要工具。
　　1940年馬克蘇托夫用一個彎月形狀透鏡作為改正透鏡，制造出另一種類型的折反射望遠鏡，它的兩個表面是兩個曲率不同的球面，相差不大，但曲率和厚度都很大。它的所有表面均為球面，比施密特式望遠鏡的改正板容易磨制，鏡筒也比較短，但視場比施密特式望遠鏡小，對玻璃的要求也高一些。
　　由于折反射式望遠鏡能兼顧折射和反射兩種望遠鏡的優(yōu)點，非常適合業(yè)余的天文觀測和天文攝影，并且得到了廣大天文愛好者的喜愛。

射電望遠鏡

　　探測天體射電輻射的基本設(shè)備?？梢詼y量天體射電的強度、頻譜及偏振等量。通常，由天線、接收機和終端設(shè)備3部分構(gòu)成。天線收集天體的射電輻射，接收機將這些信號加工、轉(zhuǎn)化成可供記錄、顯示的形式，終端設(shè)備把信號記錄下來，并按特定的要求進行某些處理然后顯示出來。表征射電望遠鏡性能的基本指標是空間分辨率和靈敏度，前者反映區(qū)分兩個天球上彼此靠近的射電點源的能力，后者反映探測微弱射電源的能力。射電望遠鏡通常要求具有高空間分辨率和高靈敏度。根據(jù)天線總體結(jié)構(gòu)的不同，射電望遠鏡可分為連續(xù)孔徑和非連續(xù)孔徑兩大類，前者的主要代表是采用單盤拋物面天線的經(jīng)典式射電望遠鏡，后者是以干涉技術(shù)為基礎(chǔ)的各種組合天線系統(tǒng)。20世紀60年代產(chǎn)生了兩種新型的非連續(xù)孔徑射電望遠鏡——甚長基線干涉儀和綜合孔徑射電望遠鏡，前者具有極高的空間分辨率，后者能獲得清晰的射電圖像。世界上最大的可跟蹤型經(jīng)典式射電望遠鏡其拋物面天線直徑長達100米，安裝在德國馬克斯·普朗克射電天文研究所；世界上最大的非連續(xù)孔徑射電望遠鏡是甚大天線陣，安裝在美國國立射電天文臺。
　　1931年，在美國新澤西州的貝爾實驗室里，負責(zé)專門搜索和鑒別電話干擾信號的美國人KG·楊斯基發(fā)現(xiàn)：有一種每隔23小時56分04秒出現(xiàn)最大值的無線電干擾。經(jīng)過仔細分析，他在1932年發(fā)表的文章中斷言：這是來自銀河中射電輻射。由此，楊斯基開創(chuàng)了用射電波研究天體的新紀元。當(dāng)時他使用的是長30.5米、高3.66米的旋轉(zhuǎn)天線陣，在14.6米波長取得了30度寬的“扇形”方向束。此后，射電望遠鏡的歷史便是不斷提高分辨率和靈敏度的歷史。
　　自從楊斯基宣布接收到銀河的射電信號后，美國人G·雷伯潛心試制射電望遠鏡，終于在1937年制造成功。這是一架在第二次世界大戰(zhàn)以前全世界獨一無二的拋物面型射電望遠鏡。它的拋物面天線直徑為9.45米，在1.87米波長取得了12度的“鉛筆形”方向束，并測到了太陽以及其它一些天體發(fā)出的無線電波。因此，雷伯被稱為是拋物面型射電望遠鏡的首創(chuàng)者。
　　射電望遠鏡是觀測和研究來自天體的射電波的基本設(shè)備，它包括：收集射電波的定向天線，放大射電信號的高靈敏度接收機，信息記錄，處理和顯示系統(tǒng)等等。射電望遠鏡的基本原理和光學(xué)反射望遠鏡相信，投射來的電磁波被一精確鏡面反射后，同相到達公共焦點。用旋轉(zhuǎn)拋物面作鏡面易于實現(xiàn)同相聚集。因此，射電望遠鏡的天線大多是拋物面。
　　射電觀測是在很寬的頻率范圍內(nèi)進行，檢測和信息處理的射電技術(shù)又較光學(xué)波希靈活多樣，所以，射電望遠鏡種類更多，分類方法多種多樣。例如按接收天線的形狀可分為拋物面、拋物柱面、球面、拋物面截帶、喇、螺旋、行波、天線等射電望遠鏡；按方向束形狀可分為鉛筆束、扇束、多束等射電望遠鏡；按觀測目的可分為測繪、定位、定標、偏振、頻譜、日象等射電望遠鏡；按工作類型又可分為全功率、掃頻、快速成像等類型的射電望遠鏡。

空間望遠鏡

　　在地球大氣外進行天文觀測的大望遠鏡。由于避開了大氣的影響和不會因重力而產(chǎn)生畸變，因而可以大大提高觀測能力及分辨本領(lǐng)，甚至還可使一些光學(xué)望遠鏡兼作近紅外 、近紫外觀測。但在制造上也有許多新的嚴格要求，如對鏡面加工精度要在0.01微米之內(nèi)，各部件和機械結(jié)構(gòu)要能承受發(fā)射時的振動、超重，但本身又要求盡量輕巧，以降低發(fā)射成本。第一架空間望遠鏡又稱哈勃望遠鏡 ，于1990年4月24日由美國發(fā)現(xiàn)號航天飛機送上離地面600千米的軌道 。其整體呈圓柱型，長13米，直徑4米 ，前端是望遠鏡部分 ，后半是輔助器械，總重約11噸。該望遠鏡的有效口徑為2.4米 ，焦距57.6米 ，觀測波長從紫外的120納米到紅外的1200納米 ，造價15億美元 。原設(shè)計的分辨率為0.005 ，為地面大望遠鏡的100倍 。但由于制造中的一個小疏忽 ，直至上天后才發(fā)現(xiàn)該儀器有較大的球差，以致嚴重影響了觀測的質(zhì)量。1993年12月2～13日，美國奮進號航天飛機載著7名宇航員成功地為“哈勃”更換了11個部件，完成了修復(fù)工作，開創(chuàng)了人類在太空修復(fù)大型航天器的歷史。修復(fù)成功的哈勃望遠鏡在10年內(nèi)將不斷提供有關(guān)宇宙深處的信息 。1991 年4月美國又發(fā)射了第二架空間望遠鏡，這是一個觀測γ射線的裝置，總重17噸，功耗1.52瓦，信號傳輸率為17000比特／秒 ，上面載有4組探測器，角分辨率為5′～10′。其壽命2年左右。

雙子望遠鏡

　　雙子望遠鏡是以美國為主的一項國際設(shè)備（其中，美國占50％，英國占25％，加拿大占15％，智利占5％，阿根廷占2.5%，巴西占2.5%）,由美國大學(xué)天文聯(lián)盟（AURA）負責(zé)實施。它由兩個8米望遠鏡組成，一個放在北半球，一個放在南半球，以進行全天系統(tǒng)觀測。其主鏡采用主動光學(xué)控制，副鏡作傾斜鏡快速改正，還將通過自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)使紅外區(qū)接近衍射極限。

太陽望遠鏡

　　日冕是太陽周圍一圈薄薄的、暗弱的外層大氣，它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只有在日全食發(fā)生的短暫時間內(nèi)，才能欣賞到，因為 天空的光總是從四面八方散射或漫射到望遠鏡內(nèi)。
　　1930年第一架由法國天文學(xué)家李奧研制的日冕儀誕生了，這種儀器能夠有效地遮掉太陽，散射光極小，因此可以在太陽光普照的任何日子里，成功地拍攝日冕照片。從此以后，世界觀測日冕逐漸興起。
　　日冕儀只是太陽望遠鏡的一種，20世紀以來，由于實際觀測的需要，出現(xiàn)了各種太陽望遠鏡，如色球望遠鏡、太陽塔、組合太陽望遠鏡和真空太陽望遠鏡等。

紅外望遠鏡

　　紅外望遠鏡（infrared telescope）接收天體的紅外輻射的望遠鏡。外形結(jié)構(gòu)與光學(xué)鏡大同小異，有的可兼作紅外觀測和光學(xué)觀測。但作紅外觀測時其終端設(shè)備與光學(xué)觀測截然不同，需采用調(diào)制技術(shù)來抑制背景干擾，并要用干涉法來提高其分辨本領(lǐng)。紅外觀測成像也與光學(xué)圖像大相徑庭。由于地球大氣對紅外線僅有7個狹窄的“窗口”，所以紅外望遠鏡常置于高山區(qū)域。世界上較好的地面紅外望遠鏡大多集中安裝在美國夏威夷的莫納克亞，是世界紅外天文的研究中心。1991年建成的凱克望遠鏡是最大的紅外望遠鏡，它的口徑為10米，可兼作光學(xué)、紅外兩用。此外還可把紅外望遠鏡裝于高空氣球上，氣球上的紅外望遠鏡的最大口徑為1米，但效果卻可與地面一些口徑更大的紅外望遠鏡相當(dāng)。

數(shù)碼望遠鏡

　　數(shù)碼望遠鏡（Instant Replay）——高性能數(shù)碼成像望遠鏡。
　　被主流科技媒體評為“百項科技創(chuàng)新”之一，由于結(jié)構(gòu)簡單，成像清晰，能夠用較小的機身長度實現(xiàn)超長焦的效果，在加上先進的數(shù)碼功能，可以實現(xiàn)較為清晰拍照錄像功能，在大大拓寬了望遠鏡的應(yīng)用領(lǐng)域，可以廣泛的應(yīng)用在偵查、觀鳥、電力、野生動物保護等等。
　　數(shù)碼望遠鏡還具備拍照、錄像、圖像傳輸?shù)裙δ?，傳統(tǒng)望遠鏡長時間的觀察，可導(dǎo)致眼睛不適，但是數(shù)碼望遠鏡的使用者可以很方便地通過LCD液晶顯示屏觀看放大，如果覺得顯示屏較小不能滿足要求，可以直接通過tv接口連接到電視或者是mp4上，甚至可以直接通過usb連接線連到電腦上，實現(xiàn)在線錄制或者圖像傳輸，當(dāng)然視頻的流暢程度和顏色遠不及自然顏色，即使如此，數(shù)碼望遠鏡做為一種高端的望遠鏡，同樣提供舒適的直接觀測功能！
　　數(shù)碼望遠鏡具備的拍照功能，可以保存人生歷程中經(jīng)歷的眾多難忘瞬間，在美國，此款產(chǎn)品廣受體育運動教練員、球探、獵鳥人、野生動物觀察員、狩獵愛好者以及任何一個攝影、攝像愛好者的青睞。在中國，這一領(lǐng)域的佼佼者，當(dāng)屬watchto系列的遠程拍攝設(shè)備，尤其是WT-20A系列和30B系列，目前國內(nèi)很多公安、軍警、野生動物保護已經(jīng)利用數(shù)碼望遠鏡的優(yōu)勢，應(yīng)用到工作中了，尤其是公安部門，他們可以輕松的遠程拍照取證。
　　高達5.1百萬像素coms傳感器的內(nèi)置數(shù)碼照相機結(jié)合在一起的?？梢钥焖俨⒑唵蔚膹撵o態(tài)高分辨率照片(2594*1786)拍照轉(zhuǎn)換到可30秒連續(xù)攝相。這能確保使您捕捉到最佳效果。照片和錄象存儲在內(nèi)存中，或sd卡中，并可以通過可折疊的液晶顯示屏查看、刪除、通過電視機查看，或不需安裝其他軟件將照片下載到計算機中。光學(xué)部分目前主要流行的倍率是35倍和60倍，并且可以進行高低倍的切換！( Windows 2000, XP或Mac無需驅(qū)動。Windows 98/98SE需要安裝驅(qū)動)。

馬克蘇托夫望遠鏡

　　【中文詞條】馬克蘇托夫望遠鏡
　　【外文詞條】Maksutov telescope
　　【作者】楊世杰
　　一種折反射望遠鏡﹐1940年初為蘇聯(lián)光學(xué)家馬克蘇托夫所發(fā)明﹐因此得名。荷蘭光學(xué)家包沃爾斯也幾乎于同時獨立地發(fā)明了類似的系統(tǒng)﹐所以有時也稱為馬克蘇托夫-包沃爾斯系統(tǒng)。
　　馬克蘇托夫望遠鏡的光學(xué)系統(tǒng)和施密特望遠鏡類似﹐是由一個凹球面反射鏡和加在前面的一塊改正球差的透鏡組成的。改正透鏡是球面的﹐它的兩個表面的曲率半徑相差不大﹐但有相當(dāng)大的曲率和厚度﹐透鏡呈彎月形﹐所以﹐這種系統(tǒng)有時也稱為彎月鏡系統(tǒng)。適當(dāng)選擇透鏡兩面的曲率半徑和厚度﹐可以使彎月透鏡產(chǎn)生足以補償凹球面鏡的球差﹐同時又滿足消色差條件。在整個系統(tǒng)中適當(dāng)調(diào)節(jié)彎月透鏡與球面鏡之間的距離﹐就能夠?qū)﹀绮钸M行校正：馬克蘇托夫望遠鏡光學(xué)系統(tǒng)的像散很小﹐但場曲比較大﹐所以必須采用和焦面相符合的曲面底片。彎月透鏡第二面的中央部分可磨成曲率半徑更長的球面(也可以是一個膠合上去的鏡片)﹐構(gòu)成具有所需相對口徑的馬克蘇托夫-卡塞格林系統(tǒng)﹐也可直接將彎月鏡中央部分鍍鋁構(gòu)成馬克蘇托夫-卡塞格林系統(tǒng)。馬克蘇托夫望遠鏡的主要優(yōu)點﹕系統(tǒng)中的所有表面都是球面的﹐容易制造﹔在同樣的口徑和焦距的情況下﹐鏡筒的長度比施密特望遠鏡的短。缺點是﹕和相同的施密特望遠鏡比較﹐視場稍小﹔彎月形透鏡的厚度較大﹐一般約為口徑的1/10﹐對使用的光學(xué)玻璃有較高的要求﹐因此﹐限制了口徑的增大。
　　目前﹐最大的馬克蘇托夫望遠鏡在蘇聯(lián)阿巴斯圖馬尼天文臺﹐彎月透鏡口徑為70厘米﹐球面鏡直徑為98厘米﹐焦距為210厘米


1、放大倍數(shù)：

　　一般用目鏡視角與物鏡入射角之比作為望遠鏡放大倍數(shù)的標示，但通常用物鏡焦距與目鏡焦距之比計算，表示景物被望遠鏡拉近的程度，比如一具10倍放大倍數(shù)的望遠鏡表示用此望遠鏡觀察距觀察者1000米處的景物的效果，距觀察者不使用望遠鏡而直接在100米處肉眼觀察該景物的效果是一樣的。

2、視場角

　?。ㄒ晥龇秶┯?000米處產(chǎn)品可視景物范圍標示，如126M/1000M，表示距觀察者1000米處，望遠鏡可觀察到126米范圍的視場。

3、入瞳直徑

4、出瞳直徑

　　是粗略描述成像亮度的參數(shù)。在弱光環(huán)境下，越大的出瞳直徑，可以帶來更清晰的圖像。對于一般的日間觀察，2.5mm或3.0mm的出瞳直徑效果就很理想了；如果要用于更好地“天文觀測”，就需要選擇5~7mm的出瞳直徑。人類的瞳孔，在正常生理情況下，最大不會超過7mm，所以大于7mm的出瞳直徑，無意就是一種光線上的浪費。這一參數(shù)，不能完全反應(yīng)望遠鏡的好壞，因為這個參數(shù)，只要符合制造規(guī)格，即可達到數(shù)值上的要求。出瞳直徑越大卻有另一番好處：越大的出瞳直徑，越適宜在顛簸地環(huán)境下使用，觀測畫面會比較穩(wěn)定，所以像7X50這類規(guī)格的望遠鏡，多適用于海上使用。該數(shù)值可以用物鏡直徑除以放大倍率得出。

5、分辨率

　　分辨率（resolution，港臺稱之為解釋度）就是屏幕圖像的精密度，是指顯示器所能顯示的像素的多少。由于屏幕上的點、線和面都是由像素組成的，顯示器可顯示的像素越多，畫面就越精細，同樣的屏幕區(qū)域內(nèi)能顯示的信息也越多，所以分辨率是個非常重要的性能指標之一?？梢园颜麄€圖像想象成是一個大型的棋盤，而分辨率的表示方式就是所有經(jīng)線和緯線交叉點的數(shù)目。

6、黃昏系數(shù)

　　由德國蔡司光學(xué)公司發(fā)表。反映了不同口徑和放大倍率的望遠鏡在暗光條件下的觀察效能。計算方法：望遠鏡的倍率和口徑的乘積求開平方。

7、視度范圍

8、光軸平行度

9、像傾斜

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望遠鏡之最

最大的望遠鏡

　　望遠鏡的大小，主要是用望遠鏡的口徑來衡量的。為了對天體作更仔細的研究和觀測，為了發(fā)現(xiàn)更暗弱的天體，多年來人們一直在增大望遠鏡的口徑上下功夫。但是，對不同的望遠鏡在口徑上有不同的要求?，F(xiàn)在世界上最大的反射望遠鏡，是1975年蘇聯(lián)建成的一臺6米望遠鏡。它超過了30年來一直稱為“世界之最”的美國帕洛馬山天文臺的5米反射望遠鏡。它的轉(zhuǎn)動部分總重達800噸，也比美國的重200噸。1978年，美國一臺組合后口徑相當(dāng)于4.5米的多鏡面望遠鏡試運轉(zhuǎn)。這臺望遠鏡由6個相同的、口徑各為1.8米的卡塞格林望遠鏡組成。6個望遠鏡繞中心軸排成六角形，六束會聚光各經(jīng)一塊平面鏡射向一個六面光束合成器，再把六束光聚在一個共同焦點上，多鏡面望遠鏡的優(yōu)點是：口徑大，鏡筒短，占地小，造價低。目前口徑最大的光學(xué)望遠鏡是１０米口徑的凱克望遠鏡。
　　現(xiàn)在世界上最大的折射望遠鏡，是在德國陶登堡天文臺安裝的施密特望遠鏡，改正口徑1.35米，主鏡口徑2米。德國這臺折射鏡也超過了美國最大的施米特望遠鏡。美國在望遠鏡上的兩個“世界之最”被人相繼奪走了。

最早的望遠鏡

　　世界上最早的望遠鏡是1609年意大利科學(xué)家伽利略制造出來的。因此，又稱伽利略望遠鏡。這是一臺折射望遠鏡。他用一塊凸透鏡作物鏡，一塊凹鏡作目鏡，因此觀測到的是正像。伽利略在談到這架世界上第一臺望遠鏡時說：“現(xiàn)在多謝有了望遠鏡，我們已經(jīng)能夠使天體離我們比離亞里斯多德近三四十倍，因此能夠辨別出天體上許多事情來，都是亞里士多德所沒有看見的；別的不談，單是這些太陽系黑子就是他絕對看不到的。所以我們要比亞里士多德更有把握對待天體和太陽?！?/span>

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望遠鏡相關(guān)英文簡稱

　　英文字母的型號，有時候在不同的望遠鏡廠牌里有不同的意義，大致上容易辨識的是以下這些：
　　(1) CF：中央調(diào)焦
　　(2) ZCF：傳統(tǒng)波羅棱鏡左右展開型、中央調(diào)焦
　　(3) ZWCF：比第（2）項多一個「超廣角」（W）
　　(4) CR：迷彩色橡膠外殼
　　(5) BR：黑色橡膠防震外殼
　　(6) BCF：黑色、中央調(diào)焦
　　(7) BCR：偏黑色迷彩橡膠外殼
　　(8) IR：鋁合金輕巧外殼
　　(9) IF：左右眼個別調(diào)焦
　　(10) WP：內(nèi)充氮氣防水型
　　(11) RA：外附橡膠防震保護
　　(12) D：德式棱鏡、屋頂棱鏡（直筒式）
　　(13) HP：高眼點
　　(14) SP：超高解析度
　　(15) ED：超低色差鏡片
　　(16) AS：非球面鏡片
　　(17) ZOOM：可變倍率伸縮鏡頭
　　(18) WF：廣角視野

望遠鏡鍍膜：

　　直射的光線會破壞望遠鏡中呈現(xiàn)的影像。為了增強視覺影像，鏡片及棱鏡需要鍍上一層偏光膜。一般情況下，目視望遠鏡的單層增透膜設(shè)計對波長5500埃的黃綠光增透效果最佳，因為人眼對于此一波段光最敏感。所以其對藍紅光的反射就多一些。鍍多層膜的鏡片呈淡淡的綠色或暗紫色，如相機鏡頭的鍍膜。鍍得太厚的單層膜看起來會呈現(xiàn)綠色。
　　雙筒鏡上會有鏡片鍍膜的標示，表示這雙筒鏡的光學(xué)品質(zhì)。其鍍膜的種類如下:
　　CoatedOptics(鍍膜)：是一種最低級的增透膜。它只表示至少在一個光學(xué)面上鍍有單層增透膜，通常是在兩個物鏡和目鏡的外表面上鍍膜，而內(nèi)部的鏡片和棱鏡都沒有鍍膜。
　　FullyCoated(全表面鍍膜)：所有的鏡片和棱鏡都鍍了單層膜，但如在目鏡中使用了光學(xué)塑料鏡片，則此塑料鏡片可能并未鍍膜。
　　Multi-Coated(多層鍍膜)：至少在一個光學(xué)面上鍍有多層增透膜，其它光學(xué)面可能鍍了單層膜，也可能根本沒鍍膜；通常只在兩個物鏡和目鏡的外表面上鍍多層膜。
　　FullyMulti-Coated(多層全光學(xué)面鍍膜)：所有的鏡片和棱鏡都鍍有增透膜，一些廠商在所有的光學(xué)面都鍍了多層膜，「而另外一些只在部份光學(xué)面鍍多層膜，其它表面仍鍍單層膜」。
　　在國內(nèi)比較常見的有寬帶綠膜、裝飾綠膜、紅膜和藍膜，還有紫膜和黃膜等：
　　寬帶綠膜：有些地方也稱之為增透綠膜，目前是國內(nèi)最好的鍍膜之一，在不同的角度觀測會呈現(xiàn)不同的色帶 （這是多層鍍膜的表現(xiàn)），成像好清晰度高，色彩還原度也不錯。
　　紅膜：一般只用于紅點上，這個比較通用，沒有什么特點。
　　藍膜：是國內(nèi)運用的最廣泛的鍍膜方式，較之寬帶綠膜看出去略有些黃和暗，藍膜也分層數(shù)，有的鍍?nèi)龑?，好一些的五層，差的只有一層?/span>
　　裝飾綠膜：這個非常缺德，顏色和增透綠膜很相似，但光學(xué)性能卻不敢恭維，比較容易鑒別的方法是裝飾綠膜反光很大，而寬帶綠膜很淡 ，。
　　總而言之，好的鏡片和鍍膜看出去很淡，整體透光率可以在85-90%左右，如果在內(nèi)部的鏡片也用鍍膜的鏡片，那么整體的透光率可以達到93%左右（國內(nèi)比較少見），不過國內(nèi)即使用寬帶綠膜的鏡片目前也或多或少存在邊緣略有些虛的現(xiàn)象。 為了達到更高的透光率，現(xiàn)在也有采用內(nèi)部鏡片鍍膜的方式來提高光學(xué)性能，使得整體的透光率達到93-95%。一般辨別好鏡子的方法很簡單，鏡頭越暗，透光率越低，鏡子就好些。

望遠鏡的保養(yǎng)

　　1、保證望遠鏡存放在通風(fēng)、干燥、潔凈的地方，以防生霉，有條件的話可在望遠鏡周邊放入干燥劑，并經(jīng)常更換。
　　2、鏡片上殘留的臟點或污跡，要用專業(yè)擦鏡布輕輕擦拭，以免刮花鏡面，如需清洗鏡面，應(yīng)當(dāng)用脫脂棉占上少許酒精，從鏡面的中心順著一個方向向鏡面的邊緣擦試，并不斷更換脫脂棉球直到擦試干凈為止。
　　3、望遠鏡屬于精密儀器，切勿對望遠鏡重摔、重壓或做其他劇烈動作。
　　4、非專業(yè)人員不要試圖自行拆卸望遠鏡及對望遠鏡內(nèi)部進行清潔。
　　高檔的望遠鏡
　　

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400年來最著名的14具望遠鏡

　　1608年，荷蘭的一位眼鏡商偶然發(fā)現(xiàn)用兩塊鏡片可以看清遠處的景物，受此啟發(fā)，他制造了人類歷史上的第一架望遠鏡。經(jīng)過近400年的的發(fā)展，望遠鏡的功能越來越強大，觀測的距離也越來越遠。
　　為慶?！?009國際天文年”，英國《新科學(xué)家》評選出了人類歷史上最著名的望遠鏡。以下是這14架最著名的望遠鏡：

1、伽利略折射望遠鏡

　　伽利略是第一個認識到望遠鏡將可能用于天文研究的人。雖然伽利略沒有發(fā)明望遠鏡，但他改進了前人的設(shè)計方案，并逐步增強其放大功能。圖中的情景發(fā)生于1609年8月，伽利略正在向當(dāng)時的威尼斯統(tǒng)治者演示他的望遠鏡。伽利略制作了一架口徑4.2厘米，長約1.2米的望遠鏡。他是用平凸透鏡作為物鏡，凹透鏡作為目鏡，這種光學(xué)系統(tǒng)稱為伽利略式望遠鏡。伽利略用這架望遠鏡指向天空，得到了一系列的重要發(fā)現(xiàn)，天文學(xué)從此進入了望遠鏡時代。折射望遠鏡的優(yōu)點是焦距長，底片比例尺大，對鏡筒彎曲不敏感，最適合于做天體測量方面的工作。但是它總是有殘余的色差，同時對紫外、紅外波段的輻射吸收很厲害

2、牛頓反射式望遠鏡

　　牛頓反射式望遠鏡的原理并不是采用玻璃透鏡使光線折射或彎曲，而是使用一個彎曲的鏡面將光線反射到一個焦點之上。這種方法比使用透鏡將物體放大的倍數(shù)要高數(shù)倍。牛頓經(jīng)過多次磨制非球面的透鏡均告失敗后，決定采用球面反射鏡作為主鏡。他用2.5厘米直徑的金屬，磨制成一塊凹面反射鏡，并在主鏡的焦點前面放置了一個與主鏡成45o角的反射鏡，使經(jīng)主鏡反射后的會聚光經(jīng)反射鏡以90o角反射出鏡筒后到達目鏡。這種系統(tǒng)稱為牛頓式反射望遠鏡。它的球面鏡雖然會產(chǎn)生一定的象差，但用反射鏡代替折射鏡卻是一個巨大的成功。反射望遠鏡的主要優(yōu)點是不存在色差，當(dāng)物鏡采用拋物面時，還可消去球差。圖中顯 

哈勃太空望遠鏡

示的是牛頓首個反射式望遠鏡的復(fù)制品。

3、赫歇爾望遠鏡

　　18世紀晚期，德國音樂師和天文學(xué)家威廉-赫歇爾開始制造大型反射式望遠鏡。圖中顯示的是赫歇爾所制造的最大望遠鏡，鏡面口徑為1.2米。該望遠鏡非常笨重，需要四個人來操作。赫歇爾是制作反射式望遠鏡的大師，他早年為音樂師，因為愛好天文，從1773年開始磨制望遠鏡，一生中制作的望遠鏡達數(shù)百架。赫歇爾制作的望遠鏡是把物鏡斜放在鏡筒中，它使平行光經(jīng)反射后匯聚于鏡筒的一側(cè)。在反射式望遠鏡發(fā)明后，反射材料一直是其發(fā)展的障礙：鑄鏡用的青銅易于腐蝕，不得不定期拋光，需要耗費大量財力和時間，而耐腐蝕性好的金屬，比青銅密度高且十分昂貴。

4、耶基斯折射望遠鏡

　　耶基斯折射望遠鏡坐落于美國威斯康星州的耶基斯天文臺，主透鏡建成于1895年，是當(dāng)時世界上最大望遠鏡。十九世紀末，隨著制造技術(shù)的提高，制造較大口徑的折射望遠鏡成為可能，隨之就出現(xiàn)了一個制造大口徑折射望遠鏡的高潮。世界上現(xiàn)有的8架70厘米以上的折射望遠鏡有7架是在1885年到1897年期間建成的，其中最有代表性的是1897年建成的口徑102厘米的葉凱士望遠鏡和1886年建成的口徑91厘米的里克望遠鏡。但折射望遠鏡后來在發(fā)展上受到限制，主要是因為從技術(shù)上無法鑄造出大塊完美無缺的玻璃做透鏡，并且由于重力使大尺寸透鏡的變形會非常明顯，因而喪失明銳的焦點。

5、威爾遜山60英寸望遠鏡

　　這幅圖片拍攝于1946年，夜間操作員吉因-漢考克正在手動操控望遠鏡。1908年，美國天文學(xué)家喬治-埃勒里-海耳主持建成了口徑60英寸的反射望遠鏡，安裝于威爾遜山。這是當(dāng)時世界上最大的望遠鏡，光譜分析、視差測量、星云觀測和測光等天文學(xué)領(lǐng)域成為世界領(lǐng)先的設(shè)備。雖然數(shù)年后胡克望遠鏡的口徑超過了它，但在此后的數(shù)年中它依然是世界上最大的望遠鏡之一。1992年海耳望遠鏡上安裝了一臺早期的自適應(yīng)光學(xué)設(shè)施，使它的分辨本領(lǐng)從0.5-1.0角秒提高到0.07角秒。

6、胡克100英寸望遠鏡

　　在富商約翰-胡克的贊助下，口徑為100英寸的反射望遠鏡于1917年在威爾遜山天文臺建成。在此后的30年間，它一直是世界上最大的望遠鏡。為了提供平穩(wěn)的運行，這架望遠鏡的液壓系統(tǒng)中使用液態(tài)的水銀。1919年阿爾伯特-邁克爾遜為這架望遠鏡裝了一個特殊裝置：一架干涉儀，這是光學(xué)干涉裝置首次在天文學(xué)上得到應(yīng)用。邁克爾遜可以用這臺儀器精確地測量恒星的大小和距離。亨利-諾里斯-羅素使用胡克望遠鏡的數(shù)據(jù)制定了他對恒星的分類。埃德溫-哈勃使用這架100英寸望遠鏡完成了他的關(guān)鍵的計算。他確定許多所謂的“星云”實際上是銀河系外的星系。在米爾頓-赫馬森的幫助下他認識到星系的紅移說明宇宙在膨脹。

7、海耳200英寸望遠鏡

　　海耳對胡克100英寸望遠鏡并不十分滿意。1928年，他決定在帕洛馬山天文臺再架設(shè)了一臺口徑為200英寸的巨型反射望遠鏡。新望遠鏡于1948年完工并投入使用。海耳1890年畢業(yè)于美國麻省理工學(xué)院。1892年任芝加哥大學(xué)天體物理學(xué)副教授，開始組織葉凱士天文臺，任臺長。1904年籌建威爾遜山太陽觀象臺，即后來的威爾遜山天文臺。他任首任臺長，直到1923年因病退休。1895年，海耳創(chuàng)辦《天體物理學(xué)雜志》。1899年當(dāng)選為新成立的美國天文學(xué)與天體物理學(xué)會副會長。海耳一生最主要的貢獻體現(xiàn)在兩個方面：對太陽的觀測研究和制造巨型望遠鏡。

8、喇叭天線

　　喇叭天線位于美國新澤西州的貝爾電話實驗研究所，曾用來探測和發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射。喇叭天線建造于1959年。當(dāng)喇叭長度一定時，若使喇叭張角逐漸增大，則口面尺寸與二次方相位差也同時加大，但增益并不和口面尺寸同步增加，而有一個其增益為最大值的口面尺寸，具有這樣尺寸的喇叭就叫作最佳喇叭。喇叭天線的輻射場可利用惠更斯原理由口面場來計算?？诿鎴鰟t由喇叭的口面尺寸與傳播波型所決定?？捎脦缀卫@射理論計算喇叭壁對輻射的影響，從而使計算方向圖與實測值在直到遠旁瓣處都能較好地吻合。

9、甚大陣射電望遠鏡

　　甚大陣射電望遠鏡座落于美國新墨西哥州索科洛，于1980年建成并投入使用。甚大陣由27面直徑25米的拋物面天線組成，呈Y型排列。天文學(xué)家可以利用甚大陣來研究黑洞、星云等宇宙各種現(xiàn)象。甚大望遠鏡是一組光學(xué)望遠鏡陣列。它包括了4個8.2米的望遠鏡，陣列中每個都是一個大型望遠鏡，而且每一個都能獨立工作，并具有捕獲比人類肉眼觀測到的光線弱40億倍的光線，這比南非大望遠鏡能捕獲的最弱光線還弱四倍。甚大陣望遠鏡能夠把最多3個望遠鏡集中在一起形成獨立單元，通過地下的鏡片將光線組合成一個統(tǒng)一的光束，這使得望遠鏡系統(tǒng)能夠觀測到比單個望遠鏡分辨率高25倍的圖像。

10、哈勃太空望遠鏡

　　哈勃太空望遠鏡發(fā)射于1990年4月。它位于地球大氣層之上，因此它取得了其他所有地基望遠鏡從來沒有取得的革命性突破。天文學(xué)家們利用它來測量宇宙的膨脹比率以及發(fā)生產(chǎn)生這種膨脹的暗能量和神秘力量。哈勃太空望遠鏡已到“晚年”。它在太空的十幾年中，經(jīng)歷過數(shù)次大修。盡管每次大修以后，“哈勃”都面貌一新，特別是2001年科學(xué)家利用哥倫比亞航天飛機對它進行的第四次大修，為它安裝測繪照相機，更換太陽能電池板，更換已工作11年的電力控制裝置，并激活處于“休眠”狀態(tài)的近紅外照相機和多目標分光計，然而，大修仍掩蓋不住它的老態(tài)，因為“哈勃”從上太空起就處于“帶病堅持工作” 狀態(tài)。

11、凱克系列望遠鏡

　　凱克望遠鏡位于夏威夷莫納克亞山，口徑為10米。由于當(dāng)今技術(shù)不可能實現(xiàn)單片望遠鏡鏡面口徑超過8.4米，因此凱克望遠鏡的鏡面由36塊六邊形分片組合而成。凱內(nèi)望遠鏡巨大的鏡面使它使用起來非同一般，不只是因為它的大尺寸，還因為它是由36個直徑為1.8米的六邊形小鏡片組成的。凱克望遠鏡開創(chuàng)了基于地面的望遠鏡的新時代。它的規(guī)模是美國加利富尼亞州帕落馬山上的海耳望遠鏡的兩倍，后者在前幾十年內(nèi)是世界上最大的望遠鏡。有人曾認為制造如此之大的望遠鏡是不可能的，但新科學(xué)技術(shù)把不可能變?yōu)榱爽F(xiàn)實。

12、斯隆2.5米望遠鏡

　　“斯隆數(shù)字天空勘測計劃”的2.5米望遠鏡位于美國新墨西哥州阿柏角天文臺。該望遠鏡擁有一個相當(dāng)復(fù)雜的數(shù)字相機，望遠鏡內(nèi)部是30個電荷耦合器件(CCD)探測器。斯隆望遠鏡使用口徑為2.5米的寬視場望遠鏡，測光系統(tǒng)配以分別位于u、g、r、i、z波段的五個濾鏡對天體進行拍攝。這些照片經(jīng)過處理之后生成天體的列表，包含被觀測天體的各種參數(shù)，比如它們是點狀的還是延展的，如果是后者，則該天體有可能是一個星系，以及它們在CCD上的亮度，這與其在不同波段的星等有關(guān)。另外，天文學(xué)家們還選出一些目標來進行光譜觀測。

13、威爾金森宇宙微波各向異性探測衛(wèi)星

　　美國宇航局于2001年7月發(fā)射了威爾金森宇宙微波各向異性探測衛(wèi)星(WMAP)，用來研究宇宙微波背景以及宇宙大爆炸遺留物的輻射問題。WMAP繪制了首張清晰的宇宙微波背景圖，從而可以精確地測定宇宙的年齡為137億年。WMAP的目標是找出宇宙微波背景輻射的溫度之間的微小差異，以幫助測試有關(guān)宇宙產(chǎn)生的各種理論。它是COBE的繼承者，是中級探索者衛(wèi)星系列之一。WMAP以宇宙背景輻射的先軀研究者大衛(wèi)-威爾金森命名。

14、雨燕觀測衛(wèi)星

　　“雨燕”(Swift)觀測衛(wèi)星發(fā)射于2004年，主要是用來研究伽瑪暴現(xiàn)象?！坝暄唷笨稍诙潭痰囊环昼妰?nèi)自動觀測到伽瑪暴現(xiàn)象。到目前為止，它已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百次伽瑪暴現(xiàn)象?！坝暄唷毙l(wèi)星實際上是一顆專門用于確定伽馬射線暴起源、探索早期宇宙的國際多波段天文臺。它主要由三部分組成，分別從伽馬射線、X射線、紫外線和光波四個方面研究伽馬射線暴和它的耀斑。在多年的運行中，“雨燕”衛(wèi)星先后共10次捕捉到以極快角速度運行的伽馬射線暴，其中，最短的伽馬射線暴只持續(xù)了50毫秒。目前，“雨燕”衛(wèi)星可以檢測到120億光年以外單獨的恒星參數(shù)。

最偉大的八具太空望遠鏡

　　北京時間10月13日消息，美國MSNBC網(wǎng)站最近公布了迄今最偉大的八具太空望遠鏡，這些近20年里先后進入太空的望遠鏡好比“太空之眼”，幫助人類對宇宙有了更清晰的認識。以下就是這八具太空望遠鏡。

哈勃太空望遠鏡

　　哈勃太空望遠鏡
　　發(fā)射時間：1990年
　　哈勃望遠鏡于1990年發(fā)射升空。20年來這部功勛卓著的望遠鏡重新改變了我們對宇宙的認識，向公眾奉獻了大批精彩絕倫的太空靚照。然而最近哈勃望遠鏡遭受了硬件失靈的故障，令其無法與地面實現(xiàn)通訊。但美宇航局正在制定一個復(fù)蘇“大天文臺”的計劃，令“哈勃”望遠鏡至少服役到2013年。

康普頓伽馬射線太空望遠鏡

　　康普頓伽馬射線太空望遠鏡
　　發(fā)射時間：1991年
　　主要功能：尋找高能伽馬射線
　　宇宙中一些最狂暴的事件是肉眼所看不到的。它們發(fā)生在一種稱為伽馬射線的光譜環(huán)境下。伽馬射線是電磁光譜中能量最大的光子?？灯疹D伽馬射線太空望遠鏡重達17噸，于1991年經(jīng)由“亞特蘭蒂斯”號航天飛機發(fā)射升空，用以觀測宇宙中的高能射線?？灯疹D攜帶的先進儀器向世人揭示了高能伽馬射線爆發(fā)的分布情況，使科學(xué)家繪制出諸如上圖這樣的精彩地圖，該圖顯示集中于銀道面(galactic plane)沿線的伽馬射線爆發(fā)。2000年，在陀螺儀發(fā)生故障后，康普頓被安全地脫離了軌道。

錢德拉X射線太空望遠鏡

　　錢德拉X射線太空望遠鏡
　　發(fā)射時間：1999年
　　主要功能：觀測黑洞和超新星
　　長期以來，科幻作家就喜歡給“超人”等虛構(gòu)的超級大英雄賦予X射線般的視力，這種超能力可以使他們看清楚普通人看不到的東西。在錢德拉X射線太空望遠鏡1999年發(fā)射后，現(xiàn)實世界的天文學(xué)便具有了這種超能力。錢德拉望遠鏡用以觀測黑洞和以高能光形式存在的超新星等物體。它拍攝的具有340年歷史的超新星殘骸“仙后座A”向天文學(xué)家揭示了這種爆發(fā)的恒星可能是宇宙射線的重要來源。宇宙射線是不斷轟擊地球的高能粒子。

XMM-牛頓X射線太空望遠鏡

　　XMM-牛頓X射線太空望遠鏡
　　發(fā)射時間：1999年
　　主要功能：不間斷觀測深空
　　1999年12月，多鏡片X射線觀測衛(wèi)星(現(xiàn)稱XMM-牛頓)發(fā)射升空，歐洲天文學(xué)家從此擁有了他們自己的X射線觀測臺。這顆衛(wèi)星裝備了三部X射線望遠鏡，因其奇異的飛行軌道而著稱，這種飛行軌道可令其長時間、不間斷觀測深空。XMM-牛頓讓歐洲天文學(xué)界獲得了諸多突破，如觀測到迄今在遙遠宇宙看到的最大星系團。這個龐大的星系團(上圖右側(cè))證明了一種稱為暗能量的神秘力量的存在。據(jù)說，暗能量加速了宇宙的膨脹速度?？茖W(xué)家表示，如此巨大的星系團可能是在宇宙初期形成的。

威爾金森微波各向異性探測器

　　威爾金森微波各向異性探測器
　　發(fā)射時間：2001年
　　主要功能：探測早期宇宙結(jié)構(gòu)
　　大爆炸發(fā)生后約38萬年，宇宙釋放了大量輻射熱，這種輻射熱稱為宇宙微波背景輻射。按照天文學(xué)理論，宇宙起源于大爆炸。美宇航局在1992年發(fā)射了一艘航天器，對宇宙微波背景輻射的微小變化進行探測。威爾金森微波各向異性探測器發(fā)射于2001年，多年來一直在研究宇宙微波背景輻射更為細微的變化，令科學(xué)家對大爆炸后宇宙狀況有初步了解。如上圖所示，美宇航局在2003年公布了一幅根據(jù)威爾金森微波各向異性探測器數(shù)據(jù)繪制的早期宇宙地圖。這些數(shù)據(jù)證實宇宙已擁有137億年歷史。

斯皮策太空望遠鏡

　　斯皮策太空望遠鏡
　　發(fā)射時間：2003年
　　主要功能：穿透星際氣體和塵埃
　　不知你是否有過爬到山頂，結(jié)果只看到煙霧繚繞景象的經(jīng)歷。密不透風(fēng)的星際氣體和塵埃給試圖了解遙遠恒星和星系的天文學(xué)家造成了類似問題。發(fā)射于2003年的斯皮策太空望遠鏡(右圖)通過收集紅外光，為天文學(xué)家們解決了這個難道。紅外光是與某個熱量有關(guān)的電磁輻射的無形模式，這種熱量是氣云所不能阻擋的。通過斯皮策太空望遠鏡攜帶的攝像機，天文學(xué)家對星系、新形成的行星系及形成恒星的區(qū)域(如左側(cè)的W5區(qū)域)進行了前所未有的勘測。

費米伽馬射線太空望遠鏡

　　費米伽馬射線太空望遠鏡
　　發(fā)射時間：2008年
　　主要功能：研究黑洞，揭開暗物質(zhì)神秘面紗
　　黑洞被稱為太空中的旋渦，將一切東西吸引在其周圍。但是，當(dāng)黑洞吞噬恒星時，它們還會以近乎光速的速度向外噴涌釋放伽馬射線的氣體。為何會發(fā)生這種情況？2008年7月發(fā)射的費米伽馬射線太空望遠鏡可能會揭開這個謎底，這部望遠鏡的目標是研究高能輻射物，另外還有可能揭開暗物質(zhì)的神秘面紗，有助于進一步了解宇宙中最極端環(huán)境中我們聞所未聞的物質(zhì)。暗物質(zhì)是伽馬射線爆發(fā)的來源。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡

　　詹姆斯·韋伯太空望遠鏡
　　發(fā)射時間：2013年
　　主要功能：尋找宇宙最早形成的恒星和星系

　　詹姆斯·韋伯太空望遠鏡定于2013年發(fā)射，將利用其7倍于哈勃太空望遠鏡的聚光能力對太空展開探索。詹姆斯韋伯太空望遠鏡被看作是哈勃的“接班人”，龐大的聚光能力將可能令其觀測到宇[1]宙最早形成的恒星和星系。詹姆斯·韋伯望遠鏡的核心部分是18面六邊形鏡子，它們將統(tǒng)一行動，用以聚焦遙遠、年輕宇宙中的物體。最新研究發(fā)現(xiàn)可能會提供從恒星、星系、行星形成到太陽系演變等一切事情的線索。

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