郭紅鋒

小編的話

早期天文望遠(yuǎn)鏡都是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，主要分為折射式望遠(yuǎn)鏡、反射式望遠(yuǎn)鏡和折反射望遠(yuǎn)鏡，這期我們繼續(xù)來講關(guān)于后兩者的發(fā)展及原理。此外，還要和大家分享一些天文學(xué)家和天文望遠(yuǎn)鏡的故事！

反射式望遠(yuǎn)鏡

現(xiàn)代用于專業(yè)天文觀測(cè)的望遠(yuǎn)鏡，大都采用反射式，為了達(dá)到各種天體目標(biāo)成像要求，現(xiàn)代的反射望遠(yuǎn)鏡在光學(xué)設(shè)計(jì)上有各種變化，但基本上都采用主鏡加反射副鏡的結(jié)構(gòu)。其中，主鏡接收星光，聚焦反射到副鏡，副鏡再把光線轉(zhuǎn)出到目鏡成像，或轉(zhuǎn)到接收器處理。

比較重要的改進(jìn)是卡塞格林式反射望遠(yuǎn)鏡（原理見圖1），它在主鏡中心開孔，星光射入主鏡后，反射到副鏡上，副鏡再把星光通過主鏡中心孔反射到鏡筒外的接收器（或目鏡）上。這種改進(jìn)使得望遠(yuǎn)鏡指向天空時(shí)觀察點(diǎn)始終在望遠(yuǎn)鏡的下部，特別方便大型望遠(yuǎn)鏡的工作。

反射望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn)是沒有色差，光路在鏡筒里轉(zhuǎn)折，可以縮短鏡筒，從而降低了造價(jià)，可以做成較大的口徑，是現(xiàn)代大望遠(yuǎn)鏡的基本結(jié)構(gòu)。但反射望遠(yuǎn)鏡需要定期鍍膜和專業(yè)維護(hù)，適合于天文專業(yè)觀測(cè)使用。

望遠(yuǎn)鏡的成像方面，折射望遠(yuǎn)鏡的圖像比較銳利，但有色差;反射望遠(yuǎn)鏡的成像沒有色差，但有像差，且其視場(chǎng)要小于折射望遠(yuǎn)鏡。

折反射望遠(yuǎn)鏡

折反射望遠(yuǎn)鏡，顧名思義就是采用折射式和反射式結(jié)合的方法，最大限度地發(fā)揮二者的長(zhǎng)處，避免二者的短處。

歷史上很早就出現(xiàn)了一些折反射望遠(yuǎn)鏡。比較成功的是德國(guó)光學(xué)家施密特，他在1931年用一塊特殊形狀的非球面薄透鏡作為改正鏡，與球面反射鏡配合，制成了可以消除球面反射鏡球差的折反射望遠(yuǎn)鏡（原理見圖2）。后來，蘇聯(lián)光學(xué)家馬克蘇托夫制作了彎月形改正鏡的折反射望遠(yuǎn)鏡（原理見圖3）。

折反射望遠(yuǎn)鏡優(yōu)點(diǎn)：光力強(qiáng)、視場(chǎng)大、像差小，尤其適合研究有視面的天體以及巡天觀測(cè)等要求視場(chǎng)比較大的場(chǎng)合，也適合于拍攝大面積的天區(qū)照片，尤其是對(duì)暗弱星云的拍照效果非常突出。

折反射望遠(yuǎn)鏡缺點(diǎn)：改正鏡形狀特殊，磨制難度較大，價(jià)格也相對(duì)昂貴。

知識(shí)鏈接

威廉·赫歇爾用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)新行星

許多著名天文學(xué)家在他們的時(shí)代，使用天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行大量的天文觀測(cè)，做出了重大發(fā)現(xiàn)，在天文學(xué)史上青史留名。英國(guó)天文學(xué)家威廉·赫歇爾原本是一位音樂家，但業(yè)余時(shí)間熱衷于鉆研天文觀測(cè)。后來，他簡(jiǎn)直沉迷其中，開始把自家當(dāng)作坊，動(dòng)手磨制各種望遠(yuǎn)鏡。他一生制作了好幾臺(tái)在當(dāng)時(shí)非常先進(jìn)的反射式望遠(yuǎn)鏡。威廉·赫歇爾經(jīng)常用自制的望遠(yuǎn)鏡觀察星空，他對(duì)星空著迷的程度達(dá)到了廢寢忘食的地步，甚至對(duì)著天空持續(xù)地、一小片一小片地仔細(xì)巡查，不放過任何細(xì)節(jié)。

1781年3月13日晚，威廉·赫歇爾在他的望遠(yuǎn)鏡里注意到，有一顆亮度大約為6等的星，其星象略帶模糊的圓面。為了仔細(xì)觀察，他更換了不同倍率的目鏡（從200多倍到900多倍）。隨著目鏡倍率增大，這顆星的圓面也越來越大，說明這顆星不是遙遠(yuǎn)的恒星，而是離我們比較近的天體。因?yàn)楹阈蔷嚯x都非常非常遙遠(yuǎn)，即使用更大口徑的望遠(yuǎn)鏡、更換更大倍率的目鏡，看起來都只會(huì)是一個(gè)亮點(diǎn)，不會(huì)有視面，更不會(huì)隨不同倍率的目鏡而放大。反之，相對(duì)于離我們較近的天體，通常都能夠通過望遠(yuǎn)鏡看到其視面，也會(huì)隨望遠(yuǎn)鏡目鏡倍率不同而放大縮小。所以這顆星更像一顆離得比較近的太陽系內(nèi)的天體。

那么，這顆星到底是哪個(gè)新行星呢？我們下期接著講。