牛頓和他的反射望遠鏡

       

        雖然早年克卜勒的長筒望遠鏡給廣大天文學家帶來了許多發現。但是，畢竟那些細高挑的儀器使用起來不太方便。每位天文學家在觀測時，都不能夠獨立完成，得需要幾個助手幫忙調解儀器。費了九牛二虎之力才對準的目標，會因為一陣微風吹過，圖像亂套，前功盡棄。長鏡筒給天文學家們帶來太多的煩惱，縮短望遠鏡的鏡身，同時獲得清晰的圖像，已經成為他們夢寐以求的事情。  

                                                                                                          ——前言

艾薩克·牛頓（1643年1月4日—1727年3月31日）爵士，英國皇家學會會長，英國著名的無力學家，數學家，百科全書式的「全才」

人物成就

▼

      1679年，牛頓重新回到力學的研究中。他將自己的成果歸結在《物體在軌道中之運動》一書中，該書中包含有初步的、後來在《原理》中形成的運動定律。

      《原理》一書在埃德蒙.哈雷的鼓勵和支持下出版於1687年7月5日。該書中牛頓闡述了其後兩百年間都被視作真理的三大運動定律。牛頓使用拉丁單詞「gravitas」（沉重）來為現今的引力（gravity）命名，並定義了萬有引力定律。

       牛頓在伽利略等人工作的基礎上進行深入研究，總結出了物體運動的三個基本定律。稱為牛頓三定律。

      牛頓曾致力於顏色的現象和光的本性的研究。1666年，他用三稜鏡研究日光，得出結論：白光是由不同顏色（即不同波長）的光混合而成的，不同波長的光有不同的折射率。在可見光中，紅光波長最長，折射率最小；紫光波長最短，折射率最大。牛頓的這一重要發現成為光譜分析的基礎，揭示了光色的秘密。牛頓還曾把一個磨得很精、曲率半徑較大的凸透鏡的凸面，壓在一個十分光潔的平面玻璃上，在白光照射下可看到，中心的接觸點是一個暗點，周圍則是明暗相間的同心圓圈。後人把這一現象稱為「牛頓環」。他創立了光的「微粒說」，牛頓認為光是由粒子或微粒組成的，並會因加速通過光密介質而折射，但他也不得不將它們與波聯繫起來，以解釋光的衍射現象。

                                                                           牛頓反射式望遠鏡

       早期的望遠鏡不僅存在嚴重的球差，同時也存在著嚴重的色差。使折射鏡呈象幾步清楚，而且周圍還有一圈「彩虹」。1688年，牛頓的第一架小型反射望遠鏡製成了。他的物鏡是用青銅磨製的凹面反射鏡，直徑只有2.54釐米，鏡筒長度15釐米，放大率達40倍，觀測效果不亞於2米長的折射鏡。1672年1月，牛頓又做好了物鏡為5.1釐米的第二架反射望遠鏡，長僅16釐米。他在物鏡前面安裝上一塊傾斜45度放置的平面反射鏡，當光射到物鏡上以後先被反射到平面鏡上，又被平面鏡反射到鏡筒一側的目鏡前聚焦，通過目鏡即可看到被放大的像。

                                                                                                     牛頓反射式望遠鏡的光路圖

       牛頓設計的反射望遠鏡在英國皇家學會進行了展示，引起了很大的轟動。人們對於他的設計給予了高度評價。他的反射望遠鏡不僅徹底消除了令人厭惡的色差，而且製作起來比較容易，使用起來更方便。

       牛頓反射式望遠鏡成功之後，反射望遠鏡很快發展起來，成為光學望遠鏡的主流。目前世界上最大型，最優秀的望遠鏡都是反射望遠鏡。

                                                                                                                           自然哲學的數學原理圖冊

      《自然哲學的數學原理》是牛頓最重要的著作，1687年出版。該書總結了他一生中許多重要發現和研究成果，其中包括上述關於物體運動的定律。

      牛頓的《自然哲學的數學原理》裡，對萬有引力和三大運動定律進行了描述。這些描述奠定了此後三個世紀裡物理世界的科學觀點，並成為現代工程學的基礎。他通過論證克卜勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性，展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律；從而消除了對太陽中心說的最後一絲疑慮，並推動了科學革命。

      牛頓是最有影響的科學家，被譽為「物理學之父」，他是經典力學基礎的牛頓運動定律的建立者。他發現的運動三定律和萬有引力定律，為近代物理學和力學奠定了基礎，他的萬有引力定律和哥白尼的日心說奠定了現代天文學的理論基礎。直到今天，人造地球衛星、火箭、宇宙飛船的發射升空和運行軌道的計算，都仍以這作為理論根據。

參考：百度百科 ; 維基百科