望遠鏡是一種利用透鏡觀測遙遠物體的光學儀器。通過透鏡的光線會發生折射並聚集到焦點,再經過一個放大目鏡,觀測者就可以看到被匯聚加強並且放大了的圖像。
人類通過望遠鏡可以看清楚更遠、更暗的物體,是藉助於望遠鏡的兩個基本特性:
望遠鏡的第1個作用是放大遠處物體的張角,使人眼能看清角距更小的細節(見圖1),這是望遠鏡的角放大能力(或望遠鏡的分辨本領);
圖1 望遠鏡的角放大能力示意圖
望遠鏡的第2個作用是把物鏡收集到的比瞳孔直徑(4~8毫米)粗得多的光束,聚焦後送入人眼,使觀測者能看到原來看不到的暗弱物體(見圖2)。這是望遠鏡的集光能力(也稱望遠鏡的靈敏度)。
圖2 望遠鏡的集光能力示意圖
同樣亮度的天體,距離越遠其亮度就越暗,即使比較近的天體,其發的光如果很微弱,我們的眼睛也看不到。由於天文望遠鏡的口徑大於肉眼瞳孔的直徑,因此能匯集更多的光,聚焦後相當於增加了天體發光的強度,所以人類通過望遠鏡就能夠看到更遠、更暗的天體。
望遠鏡的這兩個特性都與它的口徑有關,也就是說,望遠鏡口徑越大,越能夠看清遠處物體的細節(把模糊在一起的物點分開)和感受到暗弱物體的存在(累積接收到更多來自物體的光線)。
天文望遠鏡的發明突破了人類眼睛的局限,拓寬了人類自身的視野,使人們從宇宙中獲取的信息更加豐富。自從人類發明了天文望遠鏡並知道瞭望遠鏡的威力與口徑的關係以來,人類就致力於用當時最先進的技術製造更大口徑的望遠鏡。隨著人類科學技術的發展,天文望遠鏡的口徑越做越大,人類能夠探測到的宇宙信息也就越來越暗弱、越來越深遠、越來越廣泛、越來越多樣,人類對宇宙的認識也隨著望遠鏡性能的提高而逐步深入。
天文望遠鏡的應用徹底改變了我們的宇宙觀!把天文望遠鏡第一次觀測星空作為科學史上的裡程碑事件確實是當之無愧的。2009年,國際天文學聯合會與聯合國教科文組織共同發起了國際天文年活動,紀念伽利略發明天文望遠鏡並指向星空觀測400周年(1609~2009年),向全球公眾宣傳和普及天文知識,提高全人類對我們生於斯長於斯的廣袤宇宙的認識。
天文望遠鏡的發展不僅幫助人類提高了宇宙探測能力,同時也帶動了人類高科技製造工業和技術的發展。因為望遠鏡本身既是觀測宇宙的工具,也是高新技術的結晶。望遠鏡技術的每一次發展和飛躍都是最新、最先進科學技術的集成和應用。現代望遠鏡製造業已成為當今全球工業界與技術界的驕傲,新技術望遠鏡設計製造中的每一個創新思路和大膽嘗試,都是對人類高科技和精密製造業的重大貢獻!
最後,給同學們留下一個徵詢的問題:你所在的學校有天文望遠鏡嗎?是什麼型號?多大口徑?你們經常使用望遠鏡做什麼樣的天文觀測?