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天文望远镜基本原理 望远镜的分类 折射式望远镜 反射式望远镜 折反射式望远镜 折射式望远镜 折射望远镜是以透镜为物镜的望远镜，它会使从远方来的光折射集中在焦点 折射望远镜的好处： 使用方便,稍微忽略了保养也不会看不清楚。 镜筒内部由物镜和目镜封着,空气不会流动,所以比较稳定。 由于光轴的错开所引起的像恶化的情形也比反射望远镜好。 口径不大的透镜皆为球面,可以机械研磨大量生产,故价格较便宜。 折射式望远镜的发展 1608年，荷兰眼镜商人李波尔赛 偶然发现用两块镜片可以看清远处的景物，受此启发，他制造了人类历史第一架望远镜。 1609年，伽利略制作了一架口径4.2厘米， 长约1.2米的望远镜。他是用平凸透镜作为物镜，凹透镜作为目镜，这种光学系统称为伽利略式望远镜。 伽利略用这架望远镜第一次指向天空，得到了一系列的重要发现，例如发现月球上的环形山和木星上的大红斑和四颗卫星等，他的这些观测结果给哥白尼的日心说提供了直接证据。天文学从此进入了望远镜时代 由于当时的望远镜采用单个透镜作为物镜，存在严重的色差，为了获得好的观测效果，需要用曲率非常小的透镜，这就不得不将镜身造得很长 折射式望远镜的发展 1611年，德国天文学家开普勒用两片双凸透镜分别作为物镜和目镜，使放大倍数有了明显的提高，以后人们将这种光学系统称为开普勒式望远镜。现在人们用的折射式望远镜还是这两种形式，天文望远镜是采用开普勒式。 1757年，杜隆通过研究玻璃和水的折射和色散，建立了消色差透镜的理论基础，并用冕牌玻璃和火石玻璃制造了消色差透镜。从此，消色差折射望远镜完全取代了长镜身望远镜。 折射式望远镜的发展 望远镜的口径大小是衡量一架望远镜性能的最主要因素，口径越大，望远镜的性能越好 十九世纪末，随着制造技术的提高，制造较大口径的折射望远镜成为可能，随之就出现了一个制造大口径折射望远镜的高潮 世界上现有的8架70厘米以上的折射望远镜有7架是在1885年到1897年期间建成的， 其中最有代表性的是1886年建成的口径91厘米的里克望远镜和1897年建成的口径102厘米的叶凯士望远镜。 其中叶凯士望远镜达到了折射式望远镜的高峰,此后再无更大的折射式望远镜出现 折射望远镜的分类 伽利略式 优点：透过望远镜所看到的像与 实 际用眼睛直接看的一样是正立像, 地表观物很方便 缺点：不能扩大视野,目前天文观 测已不再使用此型设计。 开普勒式 使用凸透镜当目镜，现今所有的折射式望远镜皆为此型, 成像上下左右巅倒, 但这样对我们天体观 测 是没有影响的, 因为凸透镜可以把两枚以上的透 镜放在一起成一组而扩大视野,并且能 改善像差除却色 差。 反射式望远镜 反射望远镜首先通过一面凹面镜将入射光线会聚于一点的，此凹面镜叫作主镜 然后用一面叫做副镜的小镜将主镜所收集的光反射出镜筒外面 再用目镜观察所成的像 优点∶ 由于主镜是镜子,光不需通过玻璃内,所以完全不会 有色差,也不太会吸收紫外光或红光 缺点∶ 虽无色差但有其它各类的像差。如将反射凹面磨 成拋物线形 Parabolic ,则可消除球面差。 反射式的常见类型 牛顿式 1668年，牛顿做出了第一架反射式望远镜。 牛顿经过多次磨制非球面的透镜均告失败后，决定采用球面反射镜作为主镜。 他用2.5厘米直径的金属，磨制成一块凹面反射镜，并在主镜的焦点前面放置 了一个与主镜成45度角的反射镜，使经反射后的会聚光经反射镜以90度角反射出 镜筒后到达目镜。这种系统称为牛顿式反射望远镜。 它的球面镜虽然会产生一定的像差，但用反射镜代替折射镜却是一个巨 大的成功。  反射式的常见类型 牛顿制作的第一架反射式望远镜 反射式的常见类型 卡赛格林式 1672年，法国人卡塞格林提出了反射式望远镜的另一种设计方案，他利用一块双曲面凸镜 Convex hyperboloid 作为副镜,在主镜焦点前将光线聚集,穿过主镜一个圆孔而聚焦在主镜之后。 虽然经副镜反射的光稍有些发散，降低了放大率，但是它消除了球差，而且这样制作望远镜还可以使焦距很短。 反射式望远镜的功绩 1918年末，由海尔主持建造的口径为254厘米的胡克望远镜投入使用。 天文学家用这架望远镜第一次揭示了银河系的真实大小 和我们在其中所处的位置。 更为重要的是，哈勃的宇宙膨胀理论就是用胡克望远 镜观测的结果。 二十世纪二、三十年代，胡克望远镜的成功激发了天文学家建造更大反射式望远镜的热情。 1948年，美国建造了口径为508厘米望远镜，为了纪念卓越的望远镜制造大师海尔，将它命名为海尔望远镜。 从设计到制造完成海尔望远镜经历了二十多年 尽管它比胡克望远镜看得更远，分辨能力更强，但它