望远镜的发展.ppt

n 望远镜的发明者n第一架天文望远镜n 望远镜的光学原理（类型）n 望远镜的制作n 望远镜的发展（从光学到射 电）故事：据说，李波尔赛为人和善，孩子们常常到他的小店去，还把店里的眼镜片拿出去玩。有一天，李波尔赛看到几个孩子表现出非常幸奋的样子，似乎发现了什么东西。他跑出去一看，原来他们通过两块镜片望远处看，远处的东西居然近了很多。李波尔赛意识到这是一项新的发现，马上把两块镜片装入一个筒内，世界上第一台望远镜就这样诞生了。荷兰眼镜商人-李波尔赛 李波尔赛发明望远镜以后的第二年，消息传到了意大利，著名物理学家、天文学家伽利略意识到这一发明对天文观测的重大意义。他亲自动手制作了第一架天文望远镜，并不断加以改进。在1609年，他将望远镜转向了天空，很快作出了一系列重大的发现。意大利物理学家-伽利略第一台天文望远镜五个发现 伽利略发现银河系：伽利略发现月亮环形山木卫四旅行者拍摄的木星系统（4个小卫星：右面3个从上到下：木卫五、木卫十六、木卫十五，左面是木卫十四）伽利略发现木星的4颗最大的卫星：伽利略用望远镜发现金星的位相变化：伽利略发现太阳黑子：这一系列重要发现轰动了当时的欧洲。然而，在教会严酷统治下的意大利，人们不承认与圣经和亚里士多德著作相背的一切新思想和新事物。帕多瓦大学的教授们居然拒绝去看伽利略的望远镜，有人甚至说伽利略的发现全是假的，“是靠了巫术的符咒，把新的现象从天空中咒了出来”，等等。伽利略晚年凄惨的生活境遇竟然主要起因于他在科学上的正确思想和伟大发现，实在是人类科学史上的一幕悲剧。伽利略式望远镜开普勒式望远镜折射式望远镜折射式望远镜牛顿式反射望远镜反射式望远镜反射式望远镜主焦式反射望远镜反射式望远镜反射式望远镜折轴式反射望远镜卡塞格林望远镜 反射式望远镜反射式望远镜格雷果里望远镜 R-C望远镜 施密特望远镜 折反射式望远镜折反射式望远镜望远镜主要有两个作用：第一是提高角分辨率，也就是能看清物体的本领，即放大作用；第二是能看到更暗物体的本领，即聚光作用。1789年，赫歇尔制成了一台口径1.5米、焦距12米的反射望远镜，作出了一系列重大发现，并使人们进一步认识到大型望远镜对天文观测的重要性。威廉赫歇尔 折射望远镜：1847年,口径38厘米；1896年，82厘米；1897年，1.02米。45厘米折射式望远镜的发展：20厘米 反射望远镜：继赫歇尔之后，1845年口径1.8米，1917年2.5米，1948年口径5米；1974年6米口径望远镜问世，1996年10米的Keck望远镜。反射望远镜：继赫歇尔之后，1845年口径1.8米，1917年2.5米，1948年口径5米；1974年6米口径望远镜问世，1996年10米的Keck望远镜。左：60 厘米右：92 厘米 反射望远镜：继赫歇尔之后，1845年口径1.8米，1917年2.5米，1948年口径5米；1974年6米口径望远镜问世，1996年10米的Keck望远镜。美国加州的美国加州的帕洛玛天文帕洛玛天文台望远镜台望远镜多镜面组合系统。欧洲甚大望远镜（口径16米），是由4台口径8米的望远镜合成的。2个8米构成140米干涉仪 目前世界上最大的单架反射望远镜，是美国在夏威夷上的两台10米口径Keck望远镜。（二）不可见电磁波的天文观测 1、射电望远镜的诞生 19311932年，美国工程师央斯基在研究长途电讯干扰时，偶然发现了来自银河系中心方向的宇宙无线电波。二次大战中，英国的军用雷达接收从太阳发出的强无线电辐射。战后，一些雷达科技人员把雷达技术用于天文观测，揭开了射电天文学的序幕。射电望远镜不同于光学望远镜，接收的是天体的无线电讯号而不是光讯号，直接用肉眼是看不到的，必须通过无线电接收设备来加以显示。射电观测有：射电连续谱的观测、谱线观测，成像观测，或者干涉测量等。射电望远镜也同样是越做越大。1955年，英国建成了直径76米的全可动抛物面射电望远镜。德国制造的直径一百米的可跟踪抛物面射电望远镜美国国家射电天文台的Green Bank 100米射电望远镜 1963年建成了直径305米的固定球面望远镜，焦点在天线面之上空168米，它放在波多黎各的阿雷西博。中国天文学家与一些国家的科学家合作，正在我国贵州酝酿建造组合式的射电望远镜（FAST），口径500米，总接收面积为1平方公里。有的天体不仅发出光波，而且还会发出射电波；有的天体光学辐射并不强，而射电辐射却很强（称为射电源），有的却相反，具体情况取决于天体的物理性质。因此，开展射电天文观测有助于了解天体的全面性质。为什么要开展射电天文观测？射电波可以穿过光波无法通过的气体、尘埃，观测到光学方法所不能观测到的地方。例如银河系中心方向存在大量的气体尘埃，现在关于银河系旋涡结构的图像，就是通过射电观测取得的。采用相隔很远的两台或几台射电望远镜，同时观测同一个射电源，进行干涉测量，那么无论是测量精度，还是图像的分辨率，在目前是最高的。有人甚至设想，在月球表面安放一台射电望远镜，同地面射电望远镜进行干涉测量。20世纪60年代，天文学有四大发现：类星体、脉冲星、星际分子、微波背景辐射。其中有两项获得“诺贝尔”奖。2、在其他波段上扩大人类的视野 红外波段、紫外波段、X射线波段，射线波段观测。宇宙中存在着各种各样的天体，它们在不同波段上发出强度不等的辐射，它们需要相应的观测设备，并相应诞生了红外天文学、紫外天文学、X射线天文学和射线天文学。红外波段的范围为0.71000微米，它可分为 近红外、中红外和远红外。超过几百微米的波段的天文观测研究常常称为毫米波天文学。红外天文学和毫米波天文学 1800年赫歇尔用普通温度计测量太阳不同波段辐射的温度时，首次发现红外辐射。1962年，美国建成了一台1.5米口径的简易红外望远镜，发现了以红外辐射为主的红外星，揭开了现代红外天文学的序幕。夏威夷上的英国3.8米红外望远镜工作在亚毫米上最大的望远镜夏威夷英国15米JCMT望远镜 紫外波段的范围在10400纳米，大气在这个波段内是不透明的，因此紫外观测一定要在高空或大气外进行。这一点与红外观测不同：尽管天体的大部分红外辐射被地球大气所吸收，但仍然有若干个比较窄的波长范围（称为窗口）可以穿过大气层。紫外天文学 X射线的波长范围为0.110纳米，因为在这个波段内大气的阻碍很严重，主要要用卫星来进行观测。尽管天体X射线的观测始于20世纪40年代，但是，成为一门学科则是人造卫星上天以后的事。X射线天文学不同波段看到的蟹状星云不同波段看到的蟹状星云 3、必须飞出地球去观测 大气散射大气对天文观测的影响Z0z天顶SSr大气折射改变天体的方向大气对天文观测的影响3、必须飞出地球去观测 大气的吸收大气对天文观测的影响3、必须飞出地球去观测 空间天文观测平台