天文學(xué).W07-08.天文望遠(yuǎn)鏡

1、上回說(shuō)到： 時(shí)間和歷法時(shí)間和歷法1恒星日和平太陽(yáng)日，哪個(gè)更長(zhǎng)？長(zhǎng)多少？恒星日和平太陽(yáng)日，哪個(gè)更長(zhǎng)？長(zhǎng)多少？世界時(shí)是哪里的地方平太陽(yáng)時(shí)？我國(guó)在哪個(gè)時(shí)區(qū)？世界時(shí)是哪里的地方平太陽(yáng)時(shí)？我國(guó)在哪個(gè)時(shí)區(qū)？太陰歷一年有多少天？有什么缺點(diǎn)？太陰歷一年有多少天？有什么缺點(diǎn)？我們現(xiàn)在使用的公歷又叫什么歷？屬于哪種歷法？我們現(xiàn)在使用的公歷又叫什么歷？屬于哪種歷法？Astronomical TelescopesAstronomical Telescopes0. 古老的天文學(xué) 望遠(yuǎn)鏡發(fā)明之前，人們只能(肉眼)仰望星空中國(guó)古代是以星宿及星官來(lái)劃分天空，其中較重要的是三垣三垣（yuanyuan）二十八宿（）二十八宿（xi

2、uxiu）三垣是指環(huán)繞北極和近頭頂天空所分成的三個(gè)區(qū)域，分別是紫微垣、太微垣和天市垣紫微垣、太微垣和天市垣，在環(huán)黃道和天赤道近旁一周分為四象（蒼龍、白虎、朱雀、玄武），四象中又將每象細(xì)分成七個(gè)區(qū)域，合稱(chēng)二十八宿二十八宿。唐代抄繪的星圖，約繪制于唐中宗時(shí)期（公元705-710年）。1907年被斯坦因帶到英國(guó) 現(xiàn)存蘇州博物館，觀測(cè)年代在北宋元豐年間（1078至1085），刻制年代在南宋1247年。世界上現(xiàn)存星數(shù)最多的古代星圖，其星多達(dá)1440顆。歐洲直到公元15世紀(jì)，著錄于星圖和星表的星數(shù)只有1022顆。南宋制圖南宋制圖 學(xué)家學(xué)家 黃裳黃裳 天文圖天文圖 河南濮陽(yáng)西水坡，新石器時(shí)代的一個(gè)祭祀遺址中

3、發(fā) 現(xiàn)的，距今6500年。古代中國(guó)人的宇宙觀蓋天說(shuō)蓋天說(shuō)：“天圓如張蓋，地方如棋局 ”渾天說(shuō)渾天說(shuō)：“渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞中黃?！?渾儀中國(guó)古代天文儀器中國(guó)古代天文儀器最原始的渾儀已無(wú)詳細(xì)記載，估計(jì)是赤道換和赤經(jīng)環(huán)組成。 東漢中期，傅安傅安和賈逵賈逵給渾儀增加了黃道環(huán)。 唐代初年，李淳風(fēng)李淳風(fēng)將渾儀由兩重改成三重，增加了三辰儀，由黃道環(huán)、白道環(huán)和赤道環(huán)組成。 宋代的沈括沈括取消了白道環(huán)，并調(diào)整了一些環(huán)的位置，使得它們不會(huì)遮擋住觀察者的視線(xiàn)。簡(jiǎn)儀 元代天文學(xué)家郭守敬(1231-1316)受沈括啟發(fā)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化渾儀，創(chuàng)制了簡(jiǎn)儀。郭守敬的簡(jiǎn)儀取消了白道環(huán)和黃道環(huán)，將地平坐標(biāo)和赤道坐標(biāo)分別

4、安裝，從而使得除北天極附近之外的天區(qū)都可以一覽無(wú)余，在世界上領(lǐng)先300多年。 郭守敬還與王恂于1280年制定了授時(shí)歷，測(cè)得回歸年長(zhǎng)途為365.2425天，與現(xiàn)在公歷的年長(zhǎng)完全相同，與實(shí)際回歸年長(zhǎng)度僅差26秒，領(lǐng)先西方天文學(xué)家300多年。中國(guó)古代天文的特點(diǎn)中國(guó)古代天文的特點(diǎn)皇家對(duì)天文的壟斷皇家對(duì)天文的壟斷 只有皇家才能研究，太史、司天監(jiān)或欽天監(jiān)，任務(wù)是“觀像衍歷”。民間禁習(xí)天文術(shù)數(shù)，私習(xí)天文罪同謀反，將受死刑。長(zhǎng)處：精于天象記錄長(zhǎng)處：精于天象記錄 中國(guó)的古代天象記錄是當(dāng)時(shí)世界上最豐富，最有系統(tǒng)的。春秋魯文公十四年（前613年），出現(xiàn)哈雷彗星的記載，是中國(guó)最早的記錄；到清代宣統(tǒng)二年（1910年），

5、史書(shū)對(duì)哈雷彗星出現(xiàn)的記載多達(dá)31次。但中國(guó)人并未了解彗星的本質(zhì)，也不知道這31次記錄的是同一顆彗星。不足：缺乏對(duì)天象的客觀解釋?zhuān)y以逃脫占星學(xué)的窠臼不足：缺乏對(duì)天象的客觀解釋?zhuān)y以逃脫占星學(xué)的窠臼 在中國(guó)人心中，天是神秘莫測(cè)的存在，天象與人間社會(huì)、國(guó)家興衰息息相關(guān)。中國(guó)人研究宇宙多是占卜、編歷等實(shí)用目的，并未如西方人那樣，純粹從理解宇宙、探尋宇宙規(guī)律的科學(xué)角度來(lái)研究宇宙。因而對(duì)天地的理解長(zhǎng)期停滯不前，未能提出數(shù)學(xué)化的、幾何化的宇宙模型，更未有如地心說(shuō)、日心說(shuō)般嚴(yán)密的理論體系。 占星學(xué)（astrology）占星學(xué)占星學(xué)是用天體的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)（尤其是行星的位置）來(lái)解釋或預(yù)言人的命運(yùn)和行為的系

6、統(tǒng)。它試圖利用人的出生地、出生時(shí)間和天體的位置來(lái)解釋人的性格和命運(yùn)。世界上各個(gè)文化有非常不同的占星學(xué)體系和理論。大多數(shù)占星學(xué)從實(shí)際上的天文現(xiàn)象出發(fā)，但回答的問(wèn)題不是宇宙客觀到底是怎樣的、天體按什么規(guī)律運(yùn)行、在恒星的內(nèi)部到底發(fā)生些什么。在占星學(xué)中，天文現(xiàn)象的任何特定影響只局限于地球上的一個(gè)特定的地點(diǎn)和時(shí)間，在其它地點(diǎn)和時(shí)間的影響是不同的。中國(guó)占星術(shù)的論命與推運(yùn)皆以二十八宿為準(zhǔn)。占星在中國(guó)被稱(chēng)為七政四余，主要是用以昭示國(guó)家及君主的禍福，治理與否。與普通老百姓關(guān)系不大。民間主要盛行子平八字、易卦占卜等命術(shù)，在某程度上，滿(mǎn)足了人們決疑解惑的需求，替補(bǔ)了占星學(xué)的社會(huì)功能。星座屬性 象征特質(zhì)人生階段人體部

7、位性格特征白羊座陽(yáng)性 火主導(dǎo)嬰兒頭勇氣、斗志、好勝金牛座陰性 土固定幼兒頸、喉嚨謹(jǐn)慎、溫和、務(wù)實(shí)雙子座陽(yáng)性 氣變動(dòng)兒童手、臂、肩、肺機(jī)智、善變、好奇心旺盛巨蟹座陰性 水主導(dǎo)少年胸、胃敏感、情緒化、外剛內(nèi)柔獅子座陽(yáng)性 火固定青年脊椎、心臟慷慨、霸氣、自尊心強(qiáng)處女座陰性 土變動(dòng)青年腸、神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)心、嘮叨、完美主義天秤座陽(yáng)性 氣主導(dǎo)成年下背、臀、腎臟 優(yōu)柔寡斷、追求公平天蝎座陰性 水固定成年生殖器官神秘、愛(ài)憎分明、占有欲強(qiáng)射手座陽(yáng)性 火變動(dòng)壯年大腿博學(xué)、樂(lè)觀、愛(ài)冒險(xiǎn)摩羯座陰性 土主導(dǎo)老年骨頭、關(guān)節(jié)、膝蓋意志堅(jiān)強(qiáng)、專(zhuān)注力高、勇敢水瓶座陽(yáng)性 氣固定重生小腿睿智、獨(dú)立、叛逆雙魚(yú)座陰性 水變動(dòng)靈魂足踝、腳掌

8、浪漫、富同情心、不切實(shí)際占星學(xué)不是科學(xué)，是人類(lèi)在缺乏對(duì)宇宙的深刻認(rèn)識(shí)時(shí)而產(chǎn)生的天文現(xiàn)象與人類(lèi)活動(dòng)的主觀聯(lián)想。在望遠(yuǎn)鏡發(fā)明以后，天文學(xué)和占星學(xué)徹底分道揚(yáng)鑣了第谷布拉赫(Tycho Brahe)(1546-1601)丹麥天文學(xué)家，望遠(yuǎn)鏡發(fā)明之前最偉大的觀測(cè)者。1572年發(fā)現(xiàn)第谷新星（實(shí)為超新星）。1576年第谷獲丹麥國(guó)王賞賜一個(gè)小島-汶島，在島上修建觀測(cè)基地-天堡。第谷設(shè)計(jì)制造了多種大型天文儀器，積累了大量太陽(yáng)、月亮、行星和恒星的觀測(cè)數(shù)據(jù)。墻式象限儀依附在一面南北向的墻上。主體是半徑1.8米的銅制圓弧，上面有精細(xì)的刻度。通過(guò)東西向墻上的小孔來(lái)觀測(cè)天體，可以測(cè)定天體的地平高度、天體過(guò)子午圈的時(shí)刻等。

9、第谷還測(cè)量了700多顆恒星的位置，與現(xiàn)代的測(cè)量誤差小于4角分。第谷星表現(xiàn)在仍有使用價(jià)值。1997年發(fā)射的Hipparchus（喜帕恰斯，又譯伊巴谷）衛(wèi)星觀測(cè)得到的低精度星表就叫第谷星表1600年，第谷在他去世前一年，邀請(qǐng)開(kāi)普勒做他的助手。望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明1717世紀(jì)初的一天，世紀(jì)初的一天，荷蘭荷蘭小鎮(zhèn)的一家眼鏡店的主小鎮(zhèn)的一家眼鏡店的主人人利伯希利伯希（Hans LippersheyHans Lippershey）的學(xué)徒，為檢）的學(xué)徒，為檢查磨制出來(lái)的透鏡質(zhì)量，把一塊凸透鏡和一塊查磨制出來(lái)的透鏡質(zhì)量，把一塊凸透鏡和一塊凹鏡排成一條線(xiàn)，通過(guò)透鏡看過(guò)去，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處凹鏡排成一條線(xiàn)，通過(guò)透鏡看過(guò)去，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處

10、的教堂塔尖好象變大拉近了，于是在無(wú)意中發(fā)的教堂塔尖好象變大拉近了，于是在無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了望遠(yuǎn)鏡的秘密?，F(xiàn)了望遠(yuǎn)鏡的秘密。利伯希利伯希用金屬管子把兩個(gè)鏡片固定起來(lái)，完成用金屬管子把兩個(gè)鏡片固定起來(lái)，完成了世界上第一架望遠(yuǎn)鏡。傳說(shuō)荷蘭海軍得到了了世界上第一架望遠(yuǎn)鏡。傳說(shuō)荷蘭海軍得到了望遠(yuǎn)鏡，就可以提前發(fā)現(xiàn)西班牙侵略者的戰(zhàn)船，望遠(yuǎn)鏡，就可以提前發(fā)現(xiàn)西班牙侵略者的戰(zhàn)船， 從而打贏了海戰(zhàn)。從而打贏了海戰(zhàn)。一、當(dāng)代天文望遠(yuǎn)鏡一、當(dāng)代天文望遠(yuǎn)鏡第一臺(tái)天文望遠(yuǎn)鏡16091609年，年，4545歲的伽利略訪問(wèn)威歲的伽利略訪問(wèn)威尼斯，聽(tīng)到了荷蘭人發(fā)明望遠(yuǎn)尼斯，聽(tīng)到了荷蘭人發(fā)明望遠(yuǎn)鏡的傳說(shuō)，回家之后開(kāi)始自制鏡的傳說(shuō)，回

11、家之后開(kāi)始自制望遠(yuǎn)鏡。望遠(yuǎn)鏡。|16091609年，年，伽利略伽利略將自制望將自制望遠(yuǎn)鏡遠(yuǎn)鏡( (口徑口徑4.4cm)4.4cm)指向天空，指向天空，發(fā)現(xiàn)了月球上的環(huán)形山，發(fā)現(xiàn)了月球上的環(huán)形山，木衛(wèi)木衛(wèi)1-41-4，金星亮度的變化、，金星亮度的變化、銀河系由很多恒星組成等銀河系由很多恒星組成等成果。成果。|自那時(shí)起，天文觀測(cè)從肉自那時(shí)起，天文觀測(cè)從肉眼時(shí)代進(jìn)入了望遠(yuǎn)鏡的觀眼時(shí)代進(jìn)入了望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)時(shí)代。測(cè)時(shí)代。|天文望遠(yuǎn)鏡的應(yīng)用極大地天文望遠(yuǎn)鏡的應(yīng)用極大地?cái)U(kuò)展了人們的眼界，提高擴(kuò)展了人們的眼界，提高了觀測(cè)的精度，給天文觀了觀測(cè)的精度，給天文觀測(cè)帶來(lái)了革命性的變化，測(cè)帶來(lái)了革命性的變化，極大地推動(dòng)

12、了天文學(xué)的發(fā)極大地推動(dòng)了天文學(xué)的發(fā)展。展。木星衛(wèi)星示意盤(pán)（ 18世紀(jì)制）伽利略望遠(yuǎn)鏡光路球差問(wèn)題折射式望遠(yuǎn)鏡開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡光路優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）得到的像是實(shí)像，（延長(zhǎng)焦距使得）球差大大減小。（2）視場(chǎng)比較大，可以將十字絲安裝在物鏡成像的地方，方便測(cè)量。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：倒像。惠更斯惠更斯 1655年用自制的3.6米長(zhǎng)的望遠(yuǎn)鏡，連續(xù)觀測(cè)土星最大的一顆衛(wèi)星，并命名為泰坦(Titan)。 1659年用自制的“長(zhǎng)鏡筒”發(fā)現(xiàn) 了土星周?chē)幸蝗τ制接直〉墓猸h(huán)。世界上最大的折射式望遠(yuǎn)鏡：葉凱士天文臺(tái)的1m折射望遠(yuǎn)鏡(1897年制成)。折射式望遠(yuǎn)鏡的缺點(diǎn)：（1）物鏡的色差。（2）磨制較大的物鏡非常困難。（3）目鏡離支

13、點(diǎn)很遠(yuǎn)，限制了儀器的重量。（4）望遠(yuǎn)鏡容易受干擾，需要多人同時(shí)工作。徹底消除了色差。制作比較容易（反射鏡不一定要是玻璃），使用更方便觀測(cè)能力更強(qiáng)大，15cm的反射鏡觀測(cè)效果不亞于2m的折射鏡。反射式望遠(yuǎn)鏡很快成為光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的主流。目前世界上最大型、最優(yōu)秀的望遠(yuǎn)鏡都是反射式望遠(yuǎn)鏡?？趶剑?22cm焦距：12m赫歇爾反射式口徑：6英寸長(zhǎng)度：約二米牛頓式反射發(fā)現(xiàn)天王星第三代羅斯伯爵制造的望遠(yuǎn)鏡 口徑：1.84m5.08米海爾望遠(yuǎn)鏡 用凹面反射鏡作物鏡的望遠(yuǎn)鏡。反射望遠(yuǎn)鏡的主要優(yōu)點(diǎn)用凹面反射鏡作物鏡的望遠(yuǎn)鏡。反射望遠(yuǎn)鏡的主要優(yōu)點(diǎn)是不存在色差，當(dāng)物鏡采用拋物面時(shí)，還可消去球差。但是不存在色差，當(dāng)物鏡采用

14、拋物面時(shí)，還可消去球差。但為了減小其它像差的影響，可用的視場(chǎng)較小。反射望遠(yuǎn)鏡為了減小其它像差的影響，可用的視場(chǎng)較小。反射望遠(yuǎn)鏡可以工作在不同的焦點(diǎn)，就有不同形式的望遠(yuǎn)鏡。以下分可以工作在不同的焦點(diǎn)，就有不同形式的望遠(yuǎn)鏡。以下分別為主焦點(diǎn)系統(tǒng)，牛頓系統(tǒng)，卡塞格林系統(tǒng)和折軸系統(tǒng)。別為主焦點(diǎn)系統(tǒng)，牛頓系統(tǒng)，卡塞格林系統(tǒng)和折軸系統(tǒng)。反射望遠(yuǎn)鏡coude room 光學(xué)望遠(yuǎn)鏡可按光學(xué)部分和機(jī)械裝置來(lái)分類(lèi)。光學(xué)望遠(yuǎn)鏡可按光學(xué)部分和機(jī)械裝置來(lái)分類(lèi)。 光學(xué)部分主要的是望遠(yuǎn)鏡的物鏡和目鏡。物鏡光學(xué)部分主要的是望遠(yuǎn)鏡的物鏡和目鏡。物鏡是最核心器件，它的光學(xué)性能好壞對(duì)于天文觀測(cè)是最核心器件，它的光學(xué)性能好壞對(duì)于天文

15、觀測(cè)來(lái)講至關(guān)重要。它起著聚集光量的作用，顯示著來(lái)講至關(guān)重要。它起著聚集光量的作用，顯示著探測(cè)天體的威力。探測(cè)天體的威力。 物鏡是透鏡的叫物鏡是透鏡的叫 折射望遠(yuǎn)鏡折射望遠(yuǎn)鏡； 物鏡是反射鏡的叫物鏡是反射鏡的叫反射望遠(yuǎn)鏡反射望遠(yuǎn)鏡； 物鏡是反射鏡，它前面再加一塊改正像差的透物鏡是反射鏡，它前面再加一塊改正像差的透鏡組成的望遠(yuǎn)鏡叫鏡組成的望遠(yuǎn)鏡叫折反射望遠(yuǎn)鏡折反射望遠(yuǎn)鏡。 光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的類(lèi)型斯密特折反式望遠(yuǎn)鏡折射式望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)大，每次可以觀測(cè)較大范圍的天區(qū)。反射式望遠(yuǎn)鏡清晰度高但視場(chǎng)小。斯密特式馬克蘇托夫式上回說(shuō)到： 天文望遠(yuǎn)鏡天文望遠(yuǎn)鏡36我國(guó)古代先進(jìn)的天文儀器？我國(guó)古代先進(jìn)的天文儀器？第一個(gè)使用望

16、遠(yuǎn)鏡觀測(cè)夜空的天文學(xué)家？第一個(gè)使用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)夜空的天文學(xué)家？第谷第谷布拉赫的大型觀測(cè)儀器？布拉赫的大型觀測(cè)儀器？儒略日儒略日(Julian Date)是怎么定義的？是怎么定義的？發(fā)明反射式望遠(yuǎn)鏡的是誰(shuí)？發(fā)明反射式望遠(yuǎn)鏡的是誰(shuí)？ 光學(xué)望遠(yuǎn)鏡可按光學(xué)部分和機(jī)械裝置來(lái)分類(lèi)。光學(xué)望遠(yuǎn)鏡可按光學(xué)部分和機(jī)械裝置來(lái)分類(lèi)。 光學(xué)部分主要的是望遠(yuǎn)鏡的物鏡和目鏡。物光學(xué)部分主要的是望遠(yuǎn)鏡的物鏡和目鏡。物鏡是最核心器件，它的光學(xué)性能好壞對(duì)于天文鏡是最核心器件，它的光學(xué)性能好壞對(duì)于天文觀測(cè)來(lái)講至關(guān)重要。它起著聚集光量的作用，觀測(cè)來(lái)講至關(guān)重要。它起著聚集光量的作用，顯示著探測(cè)天體的威力。顯示著探測(cè)天體的威力。 物鏡是透

17、鏡的叫物鏡是透鏡的叫 折射望遠(yuǎn)鏡折射望遠(yuǎn)鏡； 物鏡是反射鏡的叫物鏡是反射鏡的叫反射望遠(yuǎn)鏡反射望遠(yuǎn)鏡； 物鏡是反射鏡，它前面再加一塊改正像差的物鏡是反射鏡，它前面再加一塊改正像差的透鏡組成的望遠(yuǎn)鏡叫透鏡組成的望遠(yuǎn)鏡叫折反射望遠(yuǎn)鏡折反射望遠(yuǎn)鏡。 光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的類(lèi)型 用凹面反射鏡作物鏡的望遠(yuǎn)鏡。反射望遠(yuǎn)鏡的主要優(yōu)點(diǎn)用凹面反射鏡作物鏡的望遠(yuǎn)鏡。反射望遠(yuǎn)鏡的主要優(yōu)點(diǎn)是不存在色差，當(dāng)物鏡采用拋物面時(shí)，還可消去球差。但是不存在色差，當(dāng)物鏡采用拋物面時(shí)，還可消去球差。但為了減小其它像差的影響，可用的視場(chǎng)較小。反射望遠(yuǎn)鏡為了減小其它像差的影響，可用的視場(chǎng)較小。反射望遠(yuǎn)鏡可以工作在不同的焦點(diǎn)，就有不同形式的望遠(yuǎn)鏡。

18、以下分可以工作在不同的焦點(diǎn)，就有不同形式的望遠(yuǎn)鏡。以下分別為主焦點(diǎn)系統(tǒng)，牛頓系統(tǒng)，卡塞格林系統(tǒng)和折軸系統(tǒng)。別為主焦點(diǎn)系統(tǒng)，牛頓系統(tǒng)，卡塞格林系統(tǒng)和折軸系統(tǒng)。反射望遠(yuǎn)鏡coude room多面鏡1932年，霍恩達(dá)爾多的多面鏡思路。1971年，美國(guó)史密松天文臺(tái)和亞利桑那大學(xué)聯(lián)合研制。于1979年制作了世界上第一臺(tái)由6塊口徑1.8m的反射鏡組成的多鏡面望遠(yuǎn)鏡，效果相當(dāng)于一臺(tái)4.5m口徑的單鏡面望遠(yuǎn)鏡。1984年凱克基金會(huì)資助加州理工學(xué)院建造了口徑10m的望遠(yuǎn)鏡。歐洲南方天文臺(tái)的甚大望遠(yuǎn)鏡ESOs VLT1962年10月5日，歐南臺(tái)(ESO)成立（比利時(shí)、法國(guó)、德國(guó)、荷蘭、瑞典、丹麥、意大利、瑞士）。

19、1969年3月25日，歐南臺(tái)在智利拉西亞山建立觀測(cè)站。1987年12月8日，全體一致通過(guò)建造甚大望遠(yuǎn)鏡。四架口徑8.2m的望遠(yuǎn)鏡作為干涉儀使用，相當(dāng)于一架口徑16m的望遠(yuǎn)鏡。Very Large Telescope!LBT Large Binocular Telescope(大型雙筒望遠(yuǎn)鏡大型雙筒望遠(yuǎn)鏡)德州大學(xué)德州大學(xué)McDonald天文臺(tái)天文臺(tái) (Univ. of Texas at Austin)(望遠(yuǎn)鏡選址望遠(yuǎn)鏡選址)上上海海天天文文臺(tái)臺(tái)1.56米光學(xué)望遠(yuǎn)鏡 紫金山天文臺(tái)近地天體望遠(yuǎn)鏡 云南天文臺(tái)2.4米光學(xué)望遠(yuǎn)鏡 我國(guó)的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡國(guó)家天文臺(tái)郭守敬望遠(yuǎn)鏡地球大氣只有三個(gè)地球大氣只有三個(gè)“

20、大氣窗口大氣窗口”：即即光學(xué)窗口光學(xué)窗口、紅外窗口紅外窗口和和射電窗口射電窗口，讓電磁輻射相應(yīng)的光學(xué)、紅，讓電磁輻射相應(yīng)的光學(xué)、紅外和射電波段輻射通過(guò)。外和射電波段輻射通過(guò)。 Gemini SouthNASA紅外望遠(yuǎn)鏡(IRTF)Gemini North地球大氣只有三個(gè)地球大氣只有三個(gè)“大氣窗口大氣窗口”：即即光學(xué)窗口光學(xué)窗口、紅外窗口紅外窗口和和射電窗口射電窗口，讓電磁輻射相應(yīng)的光學(xué)、紅，讓電磁輻射相應(yīng)的光學(xué)、紅外和射電波段輻射通過(guò)。外和射電波段輻射通過(guò)。 空間光學(xué)望遠(yuǎn)鏡1946年提出1990年升空1990年4月由發(fā)現(xiàn)號(hào)送入太空哈勃是個(gè)近視眼哈勃是個(gè)近視眼!鏡面有球差，聚焦不準(zhǔn)，鏡面有球差，

21、聚焦不準(zhǔn)，1993年修復(fù)年修復(fù)世界望遠(yuǎn)鏡發(fā)展現(xiàn)狀世界望遠(yuǎn)鏡發(fā)展現(xiàn)狀2010-20202010-2020年，目前已開(kāi)始或?qū)⒁_(kāi)始觀測(cè)的當(dāng)代年，目前已開(kāi)始或?qū)⒁_(kāi)始觀測(cè)的當(dāng)代8-108-10米望米望遠(yuǎn)鏡（遠(yuǎn)鏡（VLT, Keck, Gemini, Subaru, LBT, GTC, HET, VLT, Keck, Gemini, Subaru, LBT, GTC, HET, MagellenMagellen) )通過(guò)裝備有自適應(yīng)光學(xué)的儀器可以觀測(cè)到衍射極通過(guò)裝備有自適應(yīng)光學(xué)的儀器可以觀測(cè)到衍射極限。限。20102010年，年，ALMAALMA在在mm/sub-mmmm/sub-mm研究早期宇宙的星

22、系形成，探索研究早期宇宙的星系形成，探索原恒星，分析恒星和行星形成過(guò)程，觀測(cè)遠(yuǎn)紅外背景等等原恒星，分析恒星和行星形成過(guò)程，觀測(cè)遠(yuǎn)紅外背景等等正在預(yù)研的下一代地面正在預(yù)研的下一代地面30-10030-100米口徑光學(xué)米口徑光學(xué)/ /紅外望遠(yuǎn)鏡將打紅外望遠(yuǎn)鏡將打開(kāi)一個(gè)全新的宇宙的窗口，將有空前的觀測(cè)結(jié)果產(chǎn)出（分辨開(kāi)一個(gè)全新的宇宙的窗口，將有空前的觀測(cè)結(jié)果產(chǎn)出（分辨率到率到mas, mas, 靈敏度將是百倍甚至千倍于目前的望遠(yuǎn)鏡）靈敏度將是百倍甚至千倍于目前的望遠(yuǎn)鏡）JWST, XEUS, TPF/Darwin JWST, XEUS, TPF/Darwin 空間計(jì)劃將擺脫大氣的擾動(dòng)、吸空間計(jì)劃將擺脫

23、大氣的擾動(dòng)、吸收和重力的影響探索宇宙。因有自適應(yīng)光學(xué)，收和重力的影響探索宇宙。因有自適應(yīng)光學(xué)，1010年之內(nèi)，除年之內(nèi)，除了了x ray, UV x ray, UV 和遠(yuǎn)紅外，空間和遠(yuǎn)紅外，空間5-105-10的光學(xué)的光學(xué)/ /紅外光學(xué)望遠(yuǎn)鏡紅外光學(xué)望遠(yuǎn)鏡已不能與地面的已不能與地面的30-10030-100米望遠(yuǎn)鏡競(jìng)爭(zhēng)。米望遠(yuǎn)鏡競(jìng)爭(zhēng)。 評(píng)價(jià)一架望遠(yuǎn)鏡的好壞首先要看評(píng)價(jià)一架望遠(yuǎn)鏡的好壞首先要看望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能，然望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能，然后看它的機(jī)械性能的指向精度和跟蹤精度是否優(yōu)良。后看它的機(jī)械性能的指向精度和跟蹤精度是否優(yōu)良。 望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能指標(biāo)，主要有六個(gè)參量望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能指標(biāo)，主要有六個(gè)參量

24、: : 望遠(yuǎn)鏡有效口徑望遠(yuǎn)鏡有效口徑( (通光直徑通光直徑) ) 相對(duì)口徑相對(duì)口徑( (光力光力) ) 視場(chǎng)視場(chǎng) 目視望遠(yuǎn)鏡的放大率目視望遠(yuǎn)鏡的放大率( (照相望遠(yuǎn)鏡為底片比例尺照相望遠(yuǎn)鏡為底片比例尺) ) 貫穿本領(lǐng)貫穿本領(lǐng)( (極限星等極限星等) ) 分辨本領(lǐng)分辨本領(lǐng)天文望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能天文望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能 口徑即望遠(yuǎn)鏡的通光直徑。口徑越大，口徑即望遠(yuǎn)鏡的通光直徑?？趶皆酱螅浣邮艿降墓饬髁吭蕉?，就能收集更多的輻其接受到的光流量越多，就能收集更多的輻射，聚光本領(lǐng)就越大，也就能觀測(cè)到更暗弱射，聚光本領(lǐng)就越大，也就能觀測(cè)到更暗弱的天體，因此它反映了望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天體的能的天體，因此它反映了望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)

25、天體的能力。力。 口徑大的望遠(yuǎn)鏡和優(yōu)良的天文臺(tái)址是同口徑大的望遠(yuǎn)鏡和優(yōu)良的天文臺(tái)址是同等重要的。等重要的。 望遠(yuǎn)鏡若有大的光力對(duì)觀測(cè)有一定視面的天體望遠(yuǎn)鏡若有大的光力對(duì)觀測(cè)有一定視面的天體如太陽(yáng)、月亮、行星、彗星、星系和星云等是有利如太陽(yáng)、月亮、行星、彗星、星系和星云等是有利的，因?yàn)橛幸暶嫣祗w像的亮度與的，因?yàn)橛幸暶嫣祗w像的亮度與A A2 2 成正比。成正比。 相反，對(duì)于恒星的研究，望遠(yuǎn)鏡的口徑大、光力相反，對(duì)于恒星的研究，望遠(yuǎn)鏡的口徑大、光力?。哟蠼咕啵瑴p弱背景光的亮度），才能觀測(cè)到?。哟蠼咕?，減弱背景光的亮度），才能觀測(cè)到更暗弱的星。更暗弱的星。 一架望遠(yuǎn)鏡的放大率等于物鏡的焦距一架望

26、遠(yuǎn)鏡的放大率等于物鏡的焦距F1與目鏡的焦與目鏡的焦距距F2之比，即之比，即M = F1 / F2 一個(gè)望遠(yuǎn)鏡物鏡可以配好幾個(gè)目鏡，就可以獲得不同一個(gè)望遠(yuǎn)鏡物鏡可以配好幾個(gè)目鏡，就可以獲得不同的放大率，顯然采用短焦距的目鏡就可以獲得較大的放的放大率，顯然采用短焦距的目鏡就可以獲得較大的放大率。若目鏡的焦距為大率。若目鏡的焦距為4毫米毫米, ,用它配在焦距用它配在焦距800 mm 的的物鏡后，就可獲得物鏡后，就可獲得200倍的放大率。但小望遠(yuǎn)鏡用過(guò)大倍的放大率。但小望遠(yuǎn)鏡用過(guò)大的放大率，天體變得很暗，而且由于光的衍射效應(yīng)，其的放大率，天體變得很暗，而且由于光的衍射效應(yīng)，其像變得模糊。像變得模糊。

27、若用探測(cè)器代替目鏡直接成像，則放大率將沒(méi)有意義，若用探測(cè)器代替目鏡直接成像，則放大率將沒(méi)有意義，取而代之的是底片比例尺。取而代之的是底片比例尺。 通過(guò)望遠(yuǎn)鏡能看的最暗的星等通過(guò)望遠(yuǎn)鏡能看的最暗的星等 ( (極限星等極限星等) )。它反。它反映了望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天體的能力。映了望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天體的能力。 對(duì)于照相觀測(cè)或?qū)τ谡障嘤^測(cè)或CCDCCD觀測(cè)，由于有累積效觀測(cè)，由于有累積效應(yīng)，在一定的時(shí)間范圍內(nèi)露光時(shí)間越長(zhǎng)就能應(yīng)，在一定的時(shí)間范圍內(nèi)露光時(shí)間越長(zhǎng)就能觀測(cè)到越暗的星，望遠(yuǎn)鏡的貫穿本領(lǐng)也越高。觀測(cè)到越暗的星，望遠(yuǎn)鏡的貫穿本領(lǐng)也越高。(6) 分辨本領(lǐng)：分辨本領(lǐng)： 是望遠(yuǎn)鏡能分辨天體細(xì)節(jié)的能力，是望遠(yuǎn)鏡能分辨

28、天體細(xì)節(jié)的能力，是望遠(yuǎn)鏡很重要的性能指標(biāo)。望遠(yuǎn)鏡的是望遠(yuǎn)鏡很重要的性能指標(biāo)。望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)由望遠(yuǎn)鏡能夠分辨天體上的最分辨本領(lǐng)由望遠(yuǎn)鏡能夠分辨天體上的最小角度小角度( (分辨角分辨角) )來(lái)衡量。來(lái)衡量。 分辨角：兩天體的像剛剛能被分開(kāi)時(shí)，分辨角：兩天體的像剛剛能被分開(kāi)時(shí)，它們所對(duì)應(yīng)的天球上兩點(diǎn)的角距離。它們所對(duì)應(yīng)的天球上兩點(diǎn)的角距離。 在良好的天文臺(tái)址條件下在良好的天文臺(tái)址條件下, ,望遠(yuǎn)鏡的口徑越大望遠(yuǎn)鏡的口徑越大, ,分辨本領(lǐng)越分辨本領(lǐng)越高高, ,越能分辨天體的更細(xì)結(jié)構(gòu)，越能分辨天體的更細(xì)結(jié)構(gòu)，則能觀測(cè)更暗、更多的天體。則能觀測(cè)更暗、更多的天體。|照相底片照相底片 分辨率高，量子效率低

29、動(dòng)態(tài)范圍小，非線(xiàn)性響應(yīng)，只用于光學(xué)。 噪聲大，不易保存。|光電倍增管光電倍增管 分辨率低，量子效率一般， 動(dòng)態(tài)范圍大，線(xiàn)性響應(yīng)好，成像性能低， 時(shí)間響應(yīng)好，噪聲小，壽命短。|CCD 分辨率高（但不如相片），量子效率高 動(dòng)態(tài)范圍大，線(xiàn)性響應(yīng)好，噪聲小，數(shù)據(jù)處理和保存極方便，視場(chǎng)偏小。地球大氣只有三個(gè)地球大氣只有三個(gè)“大氣窗口大氣窗口”：即即光學(xué)窗口光學(xué)窗口、紅外窗口紅外窗口和和射電窗口射電窗口，讓電磁輻射相應(yīng)的光學(xué)、紅，讓電磁輻射相應(yīng)的光學(xué)、紅外和射電波段輻射通過(guò)。外和射電波段輻射通過(guò)。 射電望遠(yuǎn)鏡射電天文學(xué)是由無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的發(fā)展而孕育和誕生的。無(wú)線(xiàn)電波是指頻率在3kHz到3GHz（波長(zhǎng)在105m到0.1mm）范圍內(nèi)的電磁波。只有0.36mm到30m的無(wú)線(xiàn)電波可以穿透大氣層，稱(chēng)為射電波段。俄羅斯 波波夫意籍英國(guó) 馬可尼長(zhǎng) 波：30-300kHz （103-104m）中 波：0.3-3MHz （ 102-103m ）短 波：3-30MHz