人類觀測宇宙的法寶,細說天文望遠鏡的種類和歷史

2020-11-24 薔薇看科學

大家好,我是本文的作者薔薇,歡迎閱讀我的科學文章,喜歡的可以關注我哦!你知道望遠鏡嗎?北京天文館就有一個很大的天文望遠鏡,科學家雨天愛好者們觀測星空,了解宇宙,最常用的工具就是光學天文望遠鏡,從人類最早發明天文望遠鏡到現在的400多年間,人類製造了各種各樣的光學天文望遠鏡,那麼光學天文望遠鏡到底有哪些類別?它們是怎樣從全長不到一米的小望遠鏡發展到幾十米高的大型望遠鏡呢?且聽我為你一一到來。好奇的你可能會問了,為什麼把我們常見的天文望遠鏡叫做光學天文望遠鏡呢?

因為隨著科技的進步,人類已經發明出了各種各樣的望遠鏡,通過鏡片觀察太空的光學望遠鏡只是這個大家族中的一部分,所以如果只是說天文望遠鏡,就說不清到底是指哪種望遠鏡了。那麼光學天文望遠鏡名字中的光學又是什麼意思呢?我們眼睛的可以看到的光,被科學家稱為可見光,而科學家研究光的學問,就是光學了,所以光學天文望遠鏡,就是可見光天文望遠鏡,下面我就為你介紹一下這種望遠鏡的來歷。世界上第一條天文望遠鏡是大科學家伽利略在400多年前發明出來的,他用自己製作的原始望遠鏡來觀測月球、太陽,甚至是銀河系。得到了很多重要的天文學發現。

我們都知道,天文望遠鏡最重要的部分就是它的鏡片,那麼你猜猜看伽利略第一臺天文望遠鏡鏡片有多大呢?這第一臺天文望遠鏡的鏡片大小只有四釐米,和一卷透明膠帶差不多。作為光學天文望遠鏡最重要的部分,他們的鏡片也有很多種,但大體歸納起來,主要是玻璃鏡片和金屬鏡片兩種。玻璃鏡片很好理解,我們平時經常看到的眼鏡,有的就是玻璃製造出來的鏡片,伽利略在製作世界上第一臺天文望遠鏡時,用的就是兩片眼鏡的鏡片,不過天文望遠鏡的鏡片可不是像窗戶那樣平平的,這些鏡片表面是彎曲的,這又是為什麼呢?這是因為光在通過玻璃等透明的東西時,會拐一個彎,你應該見過插進水裡的筷子,仿佛被折斷一樣。

這就是因為筷子表面的反光,再從水裡出來是拐了個彎,所以進入你的眼睛後才會形成錯位的圖像。科學家們將這些透明物體裡的拐彎稱為光的折射。而天文望遠鏡的玻璃鏡片,因為表面有著特殊的彎曲,所以可以精確地控制透過它的光線路徑。我們日常生活中用到的眼鏡和放大鏡也是這個原理,而通過精確的排列兩塊鏡片,我們就可以清楚的看到遠處的物體了,這樣的望遠鏡就是折射望遠鏡。那麼金屬為什麼會成為天文望遠鏡的鏡片呢?我們都知道家裡的鐵鍋是不透明的,光幾乎不可能透過金屬呈現圖像,不過雖然金屬不容易透光,卻很容易反光,所以金銀銅鐵看起來才會閃閃亮亮的。

金屬這種把光反彈的現象就是反射,古代人甚至能直接用金屬來做鏡子,他們把銅片磨得又平又亮,光照在上面就會被反射回來,古人就可以看到自己的銅鏡中的形象了。就算在現代,生活中照的鏡子,也是在玻璃後面鍍上了一層金屬。天文學家利用了反射原理,在精心磨製的玻璃表面鍍上一層金屬膜,放在鏡筒的底部,但這面鏡子和我們平時照的鏡子有點不同,是像碗一樣凹進去的,這樣一來,當星光照在這個鏡子碗上後就會聚集在一起,之後再讓這些聚集在一起的光通過觀察鏡,就能讓科學家看到遠在天邊的天體了,這種天文望遠鏡因此也就被稱呼為反射望遠鏡。

這是兩類主要的天文望遠鏡,分別是折射望遠鏡和反射望遠鏡,你知道這兩類望遠鏡能有多大嗎?現在最大的折射望遠鏡鏡頭的大小是一米,大概和吃飯的圓桌一樣大。而最大的反射望遠鏡,它的鏡頭足足有十多米,立起來有三層樓那麼高。這麼大的鏡頭,磨起來一定是非常困難的,所以科學家發明出了拼接鏡頭,這種鏡頭就像拼接瓷磚或者拼圖一樣,是由一片片比較小的鏡片拼接起來的。現在很多有幾層樓高的大型天文望遠鏡,就是用這種方法來建造鏡頭的。正是因為拼接鏡面才出現,我們又可以把天文望遠鏡分為單塊鏡面望遠鏡,與拼接鏡面望遠鏡兩種,而且有一些天文望遠鏡可不單單是在地面上。

在1990年,美國用太空梭把一臺天文望遠鏡發射到了太空軌道上,這個上天的望遠鏡就是著名的哈勃太空望遠鏡。後來還多次派太空人去維護這臺寶貴的太空望遠鏡,甚至在太空中完成了更換鏡片的複雜工程。以後科學家們還會發射更大的天文望遠鏡到太空中,接替哈勃望遠鏡。從伽利略到現在,經過了400多年的發展,人類發明的天文望遠鏡越來越強大,人類通過天文望遠鏡觀測到了很多的天文現象,大大擴寬了人類對宇宙的認識,取得了一系列偉大的科學進步。好了,今天的文章就到這裡了,喜歡的可以點讚關注薔薇,我們下篇文章再見。

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