在現代世界中,有很多事情我們認為是理所當然的。 例如,您是否考慮過鏡片的歷史,以及它們如何擴展了我們對宇宙的視野? 這種微妙技術的發展不僅使我們能夠審視非常小的事物或窺視浩瀚的空間,而且它們還在我們的日常生活中發揮著重要作用,例如在我們的相機、電影放映機或簡單地作為我們眼鏡裡的玻璃。 鏡頭非常有價值,它們在科學史上發揮了重要作用,尤其是在現代望遠鏡的發展中。
望遠鏡的誕生
望遠鏡可以說是有史以來最具代表性的科學儀器之一。 很少有其他物體能夠如此輕易地在外觀和預期用途上被辨識。 望遠鏡——那些奇妙的光學管——改變了我們理解世界及其在宇宙中的位置的方式。 可以肯定的是,如果沒有更古老的鏡頭技術和相應的光學理論的進步,它們的發展是不可能的,但這段令人著迷且詳細的歷史太過廣闊,無法在這裡描述。 儘管如此,我們還是可以開始思考望遠鏡的故事,望遠鏡是一種在這段歷史中誕生的儀器,從 16 世紀末開始th和 17 月初th幾個世紀。
與涉及鏡片的其他早期技術一樣,我們不確定它們的第一個發明者是誰,但我們確實知道,在 1608 年,一位荷蘭眼鏡製造商稱為漢斯·利珀希宣布了一種新儀器,使用透鏡使遠處的物體看起來更近。 這似乎是歷史記錄中第一個存在望遠鏡的證據。 利珀希為他的新設備申請了專利,該設備在歐洲流通,允許其他早期“科學家”嘗試他們自己的版本。 其中一位實驗者是義大利博學者伽利略·伽利雷 (Galileo Galilei),他於 1609 年 6 月在威尼斯聽說了利珀希的發明。
望遠鏡的早期歷史與伽利略的職業生涯緊密相連,他的工作對我們對宇宙的理解產生了持久的影響。 伽利略的故事經常被認為是一位挑戰當時既定世界觀的英雄人物,但它實際上是科學思維、技術發展和知識網絡如何同時發展的一個重要例子。
伽利略效法利珀希的榜樣,決定製造自己的望遠鏡,並將其增強視力的能力轉向天空。 儘管他並不是當時唯一一位做到這一點的天文學家,但他的望遠鏡的成功為他贏得了終身講師的職位。 然後他開始精煉他的樂器。 最初的望遠鏡,如 Lipperhey 的望遠鏡,提供了 3 倍的放大倍率,但他的後續版本首先提供了 8 倍,最終提供了 30 倍的放大倍率。 這提供了前所未有的天體視野並改變了一切。 最終,伽利略並不是唯一一個利用望遠鏡來實現這一目的的人,但他很快就做到了這一點。出版他的結果並理解其含義。
他最重要的觀察包括以下啟示:與亞里斯多德派從原則上講,月球不是一個光滑的球體,而是像地球一樣具有粗糙紋理的物體,有自己的凹陷和山脈。 他還發現了四顆以前未知的衛星圍繞著木星運行,這是人們首次發現木星圍繞地球或太陽之外的其他天體運行。 然後是金星的相位,傳統的地心宇宙模型無法容納它。
這使得伽利略贏得了冠軍哥白尼日心說模型,這本書由波蘭博學者於1543 年出版。的棺材上的釘子。
提煉東西
1611年,約翰內斯·開普勒受利珀希和伽利略工作的啟發,設計並建造了自己的望遠鏡——著名的開普勒望遠鏡。 該設備的開發獨立於其前身的設計,並使用凸透鏡,使觀看者能夠看到更大的視野(儘管它也顛倒了圖像)。 開普勒的望遠鏡值得注意,因為它的放大倍率比伽利略的版本高得多,這使他不僅能夠證實義大利人的許多觀察結果,而且能夠做出自己的觀察。 他把這些記錄在他的與星空使者對話。
今天,開普勒因其對天文學的貢獻而被人們銘記,但他在光學領域也極具影響力。 事實上,他的開創性天文學的光學部分為他贏得了「現代光學之父」的稱號。 他的工作將對艾薩克·牛頓等人的後續發現產生重要影響,牛頓繼續開發和改進這些早期望遠鏡以及支撐它們的光學定律。
越大越好,對嗎?
一牛頓對望遠鏡發展的重要貢獻對傳統折射裝置有重大影響。 牛頓望遠鏡(第一台建於 1668 年)不使用透鏡,而是依靠鏡子。 本質上,一個大的凹面鏡會將光聚焦到較小的凹面鏡上,然後將影像投射到儀器側面的目鏡上。 這項改變克服了傳統折射望遠鏡中長期存在的問題,即所謂的色差– 當透鏡無法在同一點正確折射所有顏色波長時所出現的效果。
可以肯定的是,牛頓並不是第一個考慮反射式望遠鏡的人,但他的版本有一些重要的優點。 它更便宜,不會產生色差,而且更容易組裝和攜帶。 然而,牛頓認為反射望遠鏡是解決像差問題的唯一方法的觀點很快就被切斯特·摩爾·霍爾(Chester Moore Hall) 證明是錯誤的,他於1729 年開發了一種由兩種玻璃黏合在一起組成的新鏡頭。 這項修改克服了同樣的問題,並證明折射望遠鏡仍然可行。
現在,天文學和望遠鏡製造業內部開始了一場軍備競賽,人們競相製造這些設備的越來越大的版本。 其中最著名的之一是威廉·赫歇爾的1789 年建造的 12 公尺(40 英尺)反射望遠鏡。耶克斯天文台在美國威斯康辛州,開幕式上展示了一個巨大的 100 公分(40 英寸)折射鏡頭,這在當時是世界上同類產品中最大的。 這台望遠鏡至今仍在使用,但最終,當我們進入 20th本世紀,更大更好的望遠鏡的競賽主要是反射型望遠鏡獲勝。
如今,天文台或太空站中使用的大多數望遠鏡都依賴鏡子而不是鏡頭,建造最大設備的競賽已經結束。 儘管如此,前幾個世紀在光學和隨之而來的透鏡製造實踐方面取得的重大進展為我們目前探索宇宙的努力奠定了基礎。
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