伽利略望遠(yuǎn)鏡（1609年伽利略發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡）
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伽利略望遠(yuǎn)鏡
1609年伽利略發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡
觀測成果
伽利略望遠(yuǎn)鏡
1609年的秋天，身兼帕多瓦大學(xué)數(shù)學(xué)、科學(xué)和天文學(xué)教授的伽利略，制作出了一個(gè)放大倍數(shù)為32倍的望遠(yuǎn)鏡。伽利略將鏡頭首次對準(zhǔn)了月球，這是人類首次對月面進(jìn)行科學(xué)觀測。
1610年1月7日，伽利略發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，為哥白尼學(xué)說找到了確鑿的證據(jù)，標(biāo)志著哥白尼學(xué)說開始走向勝利。借助于望遠(yuǎn)鏡，伽利略還先后發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)、太陽黑子、太陽的自轉(zhuǎn)、金星和水星的盈虧現(xiàn)象、月球的周日和周月天平動(dòng)，以及銀河是由無數(shù)恒星組成等等。
這些發(fā)現(xiàn)開辟了天文學(xué)的新時(shí)代，近代天文學(xué)的大門被打開了。
原理
伽利略望遠(yuǎn)鏡原理
光線經(jīng)過物鏡折射所成的實(shí)像在目鏡的后方（靠近人目的后方）焦點(diǎn)上，這像對目鏡是一個(gè)虛像，因此經(jīng)它折射后成一放大的正立虛像。伽利略望遠(yuǎn)鏡的放大率等于物鏡焦距與目鏡焦距的比值。其優(yōu)點(diǎn)是鏡筒短而能成正像，但它的視野比較小。
把兩個(gè)放大倍數(shù)不高的伽利略望遠(yuǎn)鏡并列一起、中間用一個(gè)螺栓鈕可以同時(shí)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(yuǎn)鏡在人類認(rèn)識自然的歷史中占有重要地位。它由一個(gè)凹透鏡（目鏡）和一個(gè)凸透鏡（物鏡）構(gòu)成。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，能直接成正像。
伽利略的折射望遠(yuǎn)鏡有一個(gè)令人討厭的缺點(diǎn)，就是在明亮物體周圍產(chǎn)生“假色”。“假色”產(chǎn)生的癥結(jié)在于通常所謂的“白光”根本不是白顏色的光，而是由組成彩虹的從紅到紫的所有色光混合而成的。當(dāng)光束進(jìn)入物鏡并被折射時(shí)，各種色光的折射程度不同，因此成像的焦點(diǎn)也不同，模糊就產(chǎn)生了。
歷史
1609年5月，正在威尼斯作學(xué)術(shù)訪問的伽利略偶然間聽到一則消息：荷蘭有人發(fā)明了一種能望見遠(yuǎn)景的“幻鏡”，這使他怦然心動(dòng)，他很快找了個(gè)借口匆匆結(jié)束行程，回到大學(xué)，一頭鉆進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室……
不到3個(gè)月的時(shí)間，這位45歲的教授已經(jīng)仿造出了兩架儀器，更不同尋常的是，他不光是把它們當(dāng)作文人墨客、富商巨賈們尋歡作樂的玩具，只是看看遠(yuǎn)山風(fēng)景，而是把它指向了星空！
8月，他首先用它觀察了月球。不想，人們眼中的那個(gè)千嬌百媚的銀盤，在他的望遠(yuǎn)鏡中卻成了一張千瘡百孔、丑陋不堪的“大麻臉”！于是他把那些四周邊緣高聳突出的圓狀命名為“環(huán)形山”，而管較平坦的暗黑區(qū)域稱之為“海”。
更重要的是，他由此知道，月球并非是上帝創(chuàng)造的尤物，天堂中的東西也不一定是盡善盡美的，他相信月球和地球一樣，是個(gè)有著實(shí)地的世界，說不定，在那些山洞內(nèi)還可能棲息著神秘的“月球人”呢。
伽利略望遠(yuǎn)鏡
為了紀(jì)念伽利略這個(gè)發(fā)現(xiàn)，后人還把這4個(gè)比較大的木星衛(wèi)星稱為“伽利略衛(wèi)星”。除了木衛(wèi)二略小于月球外，其他3顆都比月亮還大，而木衛(wèi)二則是天文學(xué)家的掌上明珠，因?yàn)樗厦嬗兄嬲乃暮Ｑ螅S多跡象表明，木衛(wèi)二上很可能是太陽系中第二個(gè)存在生命的星球！所以當(dāng)年野蠻審訊伽利略的教皇后來發(fā)出“只要木星的光芒還在天空中閃耀，人們就不會(huì)忘記伽利略”的哀嘆，成了對他最好的評價(jià)。
1610年8月，伽利略對金星的興趣大增，因?yàn)樗谕h(yuǎn)鏡內(nèi)見到了它呈彎月般的形狀，為了探明究竟，做進(jìn)一步的研究，但他又怕被別人搶先發(fā)表出來，所以他把觀測結(jié)果的那句話，重新排列成一組字謎公開（當(dāng)時(shí)這也是一種保護(hù)發(fā)明權(quán)的時(shí)尚做法）。
“Hace immature a me iam frustra leguntur, O.Y.”直譯的意思是“枉然，這些東西被我今天不成熟地收獲了。”這35個(gè)字母的古怪句子究竟意味著什么？伽利略到底“收獲”了什么？局外人是很難從中猜出端倪的。直到當(dāng)年12月，伽利略才公布了他的謎底：
“Cynthiae figures aemulatur mater amorum.”——“愛神的母親仿效狄安娜的位相”。熟悉希臘神話的人都知道，愛神的母親正是維納斯，也就是金星，而狄安娜又正是月神的羅馬名。
此外他還發(fā)現(xiàn)了太陽表面上的黑子，證明太陽本身在自轉(zhuǎn)著……
伽利略使用的這種望遠(yuǎn)鏡比較簡單，屬于折射望遠(yuǎn)鏡，管子兩端放置兩個(gè)透鏡。伽利略在1609年秋天首次使用它來觀測月球，然后觀察木星的衛(wèi)星以及太陽的黑子等。隨后，伽利略將他的發(fā)現(xiàn)寫成24頁的《星座信使》（Sidereus Nuncius），并公之于眾，但當(dāng)時(shí)并未被迅速接受，因?yàn)楫?dāng)時(shí)望遠(yuǎn)鏡的原理尚未明確，伽利略也無法詳細(xì)說明自己的科研成果。一部分學(xué)者和教會(huì)人士認(rèn)為望遠(yuǎn)鏡里的景象不過是光影上的幻覺，是望遠(yuǎn)鏡的瑕疵造成的。到了1611年，德國天文學(xué)家開普勒出版了《天文光學(xué)》，闡述了望遠(yuǎn)鏡的原理，“幻覺說”才漸漸消失。伽利略的發(fā)現(xiàn)也得到了證實(shí)。
望遠(yuǎn)鏡
伽利略望遠(yuǎn)鏡：人類歷史上第一臺天文望遠(yuǎn)鏡，由意大利天文學(xué)家、物理學(xué)家伽利略1609年發(fā)明 | 伽利略望遠(yuǎn)鏡 |
牛頓望遠(yuǎn)鏡：誕生于1668年，用2.5cm直徑的金屬，磨制成一塊凹面反射鏡，并在主鏡的焦點(diǎn)前面放置了一個(gè)與主鏡成45度角的反射鏡，使經(jīng)主鏡反射后的會(huì)聚光經(jīng)反射鏡以90度角反射出鏡筒后到達(dá)目鏡，這種系統(tǒng)稱為牛頓式反射望遠(yuǎn)鏡。 | 牛頓望遠(yuǎn)鏡 |
赫歇爾望遠(yuǎn)鏡 | |
耶基斯折射望遠(yuǎn)鏡 | |
威爾遜山望遠(yuǎn)鏡 |
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牛頓望遠(yuǎn)鏡
伽利略望遠(yuǎn)鏡
赫歇爾望遠(yuǎn)鏡
海爾望遠(yuǎn)鏡
甚大陣射電望遠(yuǎn)鏡
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡
凱克望遠(yuǎn)鏡
參考資料
[1]
伽利略望遠(yuǎn)鏡的原理及光路圖 · 物理學(xué)科網(wǎng)[引用日期2017-05-30]
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