【反射望远镜的发展历程(二)】望远镜的发展历程.docx

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1、【反射望远镜的发展历程(二)】望远镜的发展历程哈德利和肖特的反射望远镜如上期所述，格里高里的反射望远镜设计是超前的，真正制作出第一块金属抛物面镜的人是一位英国的数学家约翰哈德利（johnhadley，16821744）。他设计了一套方法，用来检测镜面聚焦的精度：制作了一个照明装置，使得只有当镜面能够把光线会聚到一点时，整个镜面才能被均匀地照亮；如果检测发现镜面某部分的照明不均匀，就着重研磨那个区域。这是一个漫长而困难的工作，但哈德利非常有毅力，终于在1721年制造了一架球差极小的、直径15厘米的格里高利式望远镜。成像可以媲美惠更斯设计的长达37.5米的折射望远镜。哈德利的反射主镜只比惠更斯的透

2、镜小一点，但望远镜的长度却只有1.8米。英国仪器制造商詹姆斯肖特（jamesshort，17101768）首先研究出了相当简便而精度又高的磨制抛物面镜的技术，它减少了用光学测试方法作最后修正所需要付出的劳动。他一生磨制和制作了1370架望远镜，主要是格里高里式望远镜，许多是很小的，另一些则是空前的大，直径达到45厘米，长度超过3.6米。哈德利和肖特的工作把反射望远镜的实验价值提到了一个新高度。使用金属镜面来反射光线，代替使用透镜折射光线，使得天文学家们能够制造出更短和更大威力的望远镜，大型反射望远镜变得越来越普及，在这方面做出突出贡献的首先是英国著名天文学家威廉-赫歇尔。弗里德里希威廉-赫歇尔

3、爵士（sirfriedrichwiihelmherschel，17381822），出生于德国汉诺威，英国天文学家及音乐家，曾做出多项天文发现，包括天王星等。被誉为“恒星天文学之父”。赫歇尔家共有十个兄弟妹，但其中四个早天。其父亲多才多艺，不仅是禁卫军乐团的乐师，精通音乐，还是天文爱好者，热爱星空，熟悉星座。在父亲的影响下，他15岁就在军中充当小提琴手和吹奏双簧管，志向当一名作曲家，但又把大量业余时间用于研究语言和数学，后来还加上光学，并产生了用望远镜亲眼观察各种天体的强烈愿望。当时，汉诺威王朝与英国组成共主邦联。1755年威廉赫歇尔参加的乐团被派到英国，他很快便学懂英语，并在1557年为躲避战

4、乱而移居英国。先在利兹任音乐教师及乐团领队，后在旅游胜地巴斯任公众音乐会的总监。除演奏管风琴及双簧管外，他也编写过多首乐曲，可是大部分已被人遗忘。1772年他把小妹妹卡罗琳赫歇尔（carolinelucretiaherschel，17501848）从汉诺威接到伦敦，帮助自己料理家务，以便使他能专心致志磨制望远镜。卡罗琳一辈子都是哥哥的忠实助手，后来她也成为颇有声望的天文学家。他在天文学上的兴趣自1773年开始浓厚，先是制造反射望远镜，后专门磨制反射望远镜。1774年他终于完成了第一架反射望远镜，直径12厘米，焦距1.7米，放大倍率40倍。1776年他一口气制作了直径分别为15厘米（焦距2米）、

5、23厘米（焦距3米）和30厘米（焦距6米）三架望远镜。他最喜欢15厘米直径的那一架，使用起来得心应手。那时候，他主要观测月球，测量月球山峰的高度，以及编撰双星目录等。1781年3月13日，就在他观测双星时，他发现了一颗新的行星天王星。起初他将新行星命名为“乔治之星”（georgiumsidus）以歌颂英王乔治三世，但这个名称没有被其他天文学家接受。同年11月，他获授柯普莱勋章（copleymedal），并获选成为英国皇家学会会员。1782年，他获乔治三世接见，并被任命为“皇家天文官”（thekingsastronomer），年薪200英镑。从此威廉赫歇尔成为职业天文学家。赫歇尔的“大炮”赫歇尔

6、为自己的发现和新声誉所激励，决定制造一架望远镜，其反射镜口径达1.22米，要装入12.2米长的镜筒中。英王乔治三世慷慨解囊，拿出2000英镑资助他。这是一项令世人震惊的工程，所招聘的工人多达40名。1789年，赫歇尔的得意之作在巨大的构架中竖立起来，看上去活像一尊指向天空的“大炮”。庞然大物的时代再次到来，不过这次不是长而是胖。反射镜的聚光本领取决于其面积，而面积又取决于其直径的平方，因此，此反射镜的聚光本领是他发现天王星的那架15厘米反射望远镜的64倍。赫歇尔在制造此“大炮”时，改变了牛顿的设计，使主镜倾斜。这样，主镜直接将会聚的光束送到靠近前方镜筒口的焦点处，从而省去了牛顿式的平面副镜。这

7、样做，可以大大减少磨镜的工作量，但也意味着天文学家必须在很高的地方进行露天观测，冒着摔下来的危险，事实上，从望远镜上摔下来的天文学家可以列出一个长长的名单。1787年8月的一天，乔治三世领着坎特伯雷大主教穿过“大炮”的镜筒，同时妙语打趣地说：“来吧，尊敬的主教，让我领你去参观天堂。”投入使用的第一夜，赫歇尔就将此镜转向他最喜欢观看的土星，立即发现了两颗新土卫土卫一弥玛斯和土卫二恩刻拉多斯，使当时已知的土卫数目增加到七颗。“大炮”十分笨重，很难使用。在赫歇尔的有生之年里，他一直在使用一架直径45厘米、长6米的反射望远镜，天王星的两颗卫星，就是用这架望远镜发现的，而那架1.22米直径、12.2米长

8、的庞然大物则成为了一个旅游景点。赫歇尔在天文学上的其他贡献威廉赫歇尔编制了详尽的“星云”列表与“双星”列表。他首先发现大部分双星并非貌合神离的光学双星，而是互相具有引力关系。从研究恒星的自行，他也首先发现太阳系正在宇宙中移动，还指出该移动的大致方向。他研究银河的结构，提出银河呈圆盘状。他又于1800年左右，发现阳光中肉眼看不见的红外辐射。在奥尔伯于1802年发现智神星后，威廉赫歇尔首先将这种天体名为小行星（asteroid），意指呈恒星状的小光点。尽管他曾做出不少科学发现，他也不兑和当时的一些科学家一样，做出过一些没有根据的猜想，例如他认为每颗行星上都有生物居住，甚至太阳也是。他认为太阳拥有一层能隔绝外层热力的云层，一些生物能适应那里的生活。