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从眼镜到望远镜 技术 - 龙马光学商城
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/ 2012-09-06

 

龙马光学经过翻阅资料:据说眼镜大约同时在中国和欧洲出现,眼镜的功能是提高视力或矫正视力的缺陷。眼镜片主要是由加工磨制的凸透镜和凹透镜来担当,中央比边缘薄的是凹透镜,用来纠正近视;中央比边缘厚的是凸透镜,用来纠正远视。

 

17世纪荷兰制造眼镜的技术已经很精湛了,主要的工艺是磨制凸透镜和凹透镜。凸透镜和凹透镜经常与眼睛打交道,但是人们从来都没有想到把凸透镜和凹透镜放在一起使用。17世纪初的一天,荷兰密特尔堡镇一家眼镜店的主人科比斯赫,为检查磨制出来的透镜质量,把一块凸透镜和一块凹透镜排成一条线,通过透镜看去,发现远处的教堂的塔好像变大而且拉近了,于是,他在无意中发现了望远镜原理。科比斯赫马上就明白了这一发现是非常有用的。他把透镜安放在一根金属管内适当的位置上,这就是世界上第一架望远镜,当时被称作“窥镜”,大概取有窥视他人行踪作用之意。当时荷兰正与西班牙作战,望远镜在荷、西战争中起了作用。荷兰舰队的战舰上备有望远镜,能在敌舰发现他们之前就先行发现敌舰的动向,从而使荷兰舰队取得了战争的主动权。1609年荷兰与西班牙休战,望远镜解密。望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开了,

 

意大利科学家伽利略得知这个消息之后,就自制了一个。第一架望远镜只能把物体放大3倍。一个月之后,他制作的第二架望远镜可以放大8倍,三架望远镜可以放大到20倍。1609年10月他做出了能放大30倍的望远镜。伽利略制造的望远镜有两架现在就收藏在意大利佛罗伦萨科学博物馆。就实质来说,望远镜只不过是扩大了的人眼。人眼的瞳孔只有六七毫米大小,而现代500厘米望远镜,聚光面积大约在20万平方厘米左右。同肉眼所看到的恒星亮度比较起来,它的聚光能力使恒星的亮度增大100万倍左右。望远镜延长了人眼的视线,实现了人类千里眼的梦想。伽里略用自制的望远镜观察夜空,第一次发现了月球表面高低不平,覆盖着山脉并有火山口的裂痕(有人认为这是陨石冲击所造成的)。几乎同时,德国的天文学家开普勒也开始研究望远镜,他在《屈光学》里提出了另一种天文望远镜,与伽利略的望远镜不同,这种望远镜由两个凸透镜组成,比伽利略望远镜视野开阔。但开普勒没有制造他所介绍的望远镜。

 

沙伊纳于1613~1617年间首次制作出了这种望远镜,他还遵照开普勒的建议制造了有3个凸透镜的望远镜,把2个凸透镜做的望远镜的倒像变成了正像。沙伊纳做了8台望远镜,一台一台地去观察太阳,无论哪一台都能看到相同形状的太阳黑子。因此他打消了不少人认为黑子可能是透镜上的尘埃引起的错觉,证明了黑子确实是观察到的真实存在。在观察太阳时,沙伊纳为镜子装上了特殊遮光玻璃,伽利略则因没有加此保护装置,使镜片聚焦的巨大光能伤害了眼睛,最后几乎失明。

 

荷兰的惠更斯为了提高望远镜的精度,在1665年做了一台筒长近6米的望远镜,来探查土星的光环,后来又做了一台将近41米长的望远镜。很多人都参加到制作望远镜的行列之中,牛顿使望远镜朝着不只是一个光线收集器的方向迈出了第一步。他发现,光线通过一块玻璃制成的三棱镜可以被分解成包括有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色组成的一条彩带。牛顿称其为“光谱”。这是因为光线从空气射入玻璃和从玻璃射出空气时受到偏折,或者说发生了“折射”。早期使用物镜和目镜的望远镜称为折射望远镜,即使加长镜筒,精密加工透镜,也不能消除色像差。

 

牛顿曾认为折射望远镜的色像差不可救药,后来证明是过分悲观。1733年英国人哈尔制成一台消色差折射望远镜。1758年伦敦的宝兰德也独立研制了同样的望远镜,他采用了折光率不同的玻璃分别制造凸透镜子,把各自形成的有色边缘相互抵消。而牛顿自己则于1668年发明了反射式望远镜,在这种望远镜中,他采用抛物面反向镜代替透镜来放大影像,这时,一切波长的光线都受到同样的反向,因而在反射时不会形成光谱,也就没有色差出现了,从而解决了色像差的问题。第一台反射式望远镜非常小,望远镜内的反射镜直径只有2.5厘米,但是已经能清楚地看到木星的卫星、金星的盈亏等。1672年牛顿做了一台更大的反射望远镜,送给了英国皇家学会,至今还保存在皇家学会的图书馆里。望远镜在发现天王星、海王星、冥王星的过程中起了很大的作用。1781年3月13日移居英国的德国人威廉赫歇尔用自制的望远镜发现了天王星,但是他也拿不准,经过许多科学家的观察和计算,认为威廉赫歇尔发现了太阳系第七个行星——天王星。柏林天文台的加勒博士用望远镜发现了太阳系的第八颗行星——海王星。冥王星的发现大体与海王星类似。

 

反射式望远镜在天文观测中发展很快。望远镜最初最大的用处是观察天体,人类借助望远镜几乎考察遍了太阳系所有的行星,并投向更遥远的太空。值得一提的是,1857年意大利天文学家谢基用望远镜对火星观察,他意外的发现了火星上的“海”与“海”之间似乎有一些线条把它们连接在一起,当然他的望远镜也很难看清楚这些线条是什么,谢基发挥了他的想象力,他认为这些线条就是连接海与海之间的“水道”。1877年火星大冲,另一位意大利天文学家沙帕雷里这是观察火星的好时机,当他把望远镜对准火星时,谢基所谓的水道,并不是弯弯曲曲的,而是平直且纵横交错的,于是他也突发奇想,认为这是人工开凿的运河。他发表了一篇题为“一年可以狂妄一次”的论文,看来他对自己的想法也还拿不准。但是他的论文却引起了人们对火星的向往,一时间有关火星的科幻小说层出不穷。虽然这只是人类对火星认识的一个插曲,但是人类的火星热一直持续到今天。如今,望远镜的使用越来越普遍,野外观察、剧场观看……而潜望镜、瞄准镜、准直镜也都是采用了望远镜的原理。看似平常的望远镜走过的发明之路却是不寻常的,包含的技术内涵也是诸多的。

 

 

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