伽利略望远镜与开普勒望远镜

伽利略望远镜与开普勒望远镜 中国神话传说 封神演义 中有 千里眼 说具有千里眼的人 可以不受云雾及崇 山峻岭阻挡而看见远处的景象 在今天 射电望远镜及雷达何止是千里眼 但在射电望远 镜 雷达出现之前 人类使用的 千里眼 就是光学望远镜 1609 年 5 月 正在威尼斯作学术访问的伽利略偶然间听到一则消息 荷兰有人发明了 一种能望见远景的 魔镜 望远镜 这使他怦然心动 他很快找了个借口匆匆结束行 程 回到大学 一头钻进了实验室 不到 3 个月的时间 伽利略便造出了两架望远镜 其精度是当时其它望远镜的 30 倍 与别的望远镜发明者不同 伽利略没有将他制作的望远镜作为供文人墨客 富商巨贾们寻 欢作乐的玩具 也不是用来观赏远处的风景 而是把它指向了星空 8 月的一个夜晚 他 用它的望远镜观察了月球 不想 人们眼中的那个千娇百媚 美轮美奂的银盘 在他的望 远镜中却成了一张千疮百孔 丑陋不堪的 大麻脸 他看见了月面上有顶部是圆环突起 部分 也有平坦的部分 整个月面是由诸多的突起部分和平坦部分不规则排列组成的荒漠 他把那些四周边缘高耸突出的圆状突起命名为 环形山 而将较平坦的暗黑区域称之为 海 他由此想到 月球并非是上帝创造的尤物 天堂中的东西也不一定是尽善尽美的 他相信月球和地球一样 是个有着实地的世界 说不定 在那些山洞内还可能栖息着神秘 的 月球人 呢 接着 伽利略又把目标指向了灿烂的星星 尽管在望远镜内 星星还是那个星星 但明显地变得更加明亮了 而且还出现了众多原先肉眼无法见到的小星 由此他也成为世 界上最早识破漫漫银河奥秘的人 这不是 牛奶路 而是无数星体交织在一起的光辉 这一切也使他相信 哥白尼所说的 恒星离我们极其遥远 可能是句至理名言 不然为什 么望远镜无法把它们放大呢 从那年年底起 伽利略的目光又投向了行星 1 月 7 日 他已见到了木星那淡黄色的 小小圆面 这说明行星确实比恒星近得多 同时他马上又发现木星旁边始终有 4 个更小的 光点 它们几乎排成一条直线 连续几个月的跟踪使他确信 像月亮绕地球那样 它们都 在绕木星转动 应当是木星的卫星 这说明 不是所有天体都在绕地球 地球不是宇宙的 中心 所以 这一观测结果也就间接支持了哥白尼的日心说 为了纪念伽利略这个发现 后人还把这 4 个比较大的木星卫星称为 伽利略卫星 现在知道 除了木卫二略小于月球外 其他 3 颗都比月亮还大 而木卫二则是目前天文学 家的掌上明珠 因为它上面有着真正的水的海洋 许多迹象表明 木卫二上很可能是太阳 系中第二个存在生命的星球 当年野蛮审讯伽利略的教皇后来发出的 只要木星的光芒还 在天空中闪耀 人们就不会忘记伽利略 这一哀叹 竟成了对伽利略最好的评价 伽利略当时制作的望远镜的结构其实很简单 它是由一块凸透镜和一块凹透镜组成 其原理如下图所示 远处景物发出或反射出的光线 可视为平行光 它们先被称为物镜的 凸透镜汇聚 再被称为目镜的凹透镜发散 便在物镜与目镜间形成了远处景物的虚像 这 样 远处景物就被搬到了眼前 由于伽利略望远镜的成像是由于透镜对光的折射 因此人 们将这类望远镜称为折射式望远镜 当时的伽利略折射望远镜有一个令人讨厌的缺点 就是在明亮物体周围产生 假色 假色 产生的症结在于通常所谓的 白光 根本不是白颜色的光 而是由组成彩虹的从 红到紫的所有色光混合而成的 当光束进入物镜并被折射时 物镜的边缘相当于棱镜 棱 镜使白光色散形成了彩色光晕 想想看 伽利略的天文发现 竟是由如此简单的仪器完成的 你也可以用很低的费用 制作一架伽利略式望远镜 买一块直径 焦距大一些的眼镜片作为物镜和一块焦距 直径 较小的透镜作为目镜 用胶水和小槽把两块镜片装在硬纸筒内 再做一个简单的台座 于 是一架能够看到月亮上的群山 银河中的繁星和木星的卫星的望远镜便制成了 开普勒望远镜也是过去的人们进行天文研究时常用的望远镜 最早由德国科学家约翰 内斯 开普勒于 1611 年发明 和伽利略望远镜不同的是 它的物镜与目镜都是凸透镜 其 成像原理如下图所示 开普勒是出生在德国的一个平民家庭的天文学家 它凭借自己的望远镜 不倦地对星 空进行观测 终于发现了行星围绕太阳的运动轨道是椭圆 并积累了大量的观测数据 他 利用他的观测数据和他已去世的老师第谷的观测数据 运用数学推理 发现了行星运动三 定律 揭示了行星围绕太阳运动规律 开普勒的行星运动三定律 揭示了行星运动的轨