天文觀測與望遠(yuǎn)鏡知識講座

1、天文觀測與望遠(yuǎn)鏡知識講座四季星空四季星空古人很早就注意到了古人很早就注意到了四季星空的變化。四季星空的變化。 “斗柄東指，天下皆春；斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆斗柄北指，天下皆冬；冬；” 如何找到北極星 為了認(rèn)識星空，首先應(yīng)該學(xué)會識別為了認(rèn)識星空，首先應(yīng)該學(xué)會識別“導(dǎo)航導(dǎo)航”星。北極星就是一顆最重要的導(dǎo)航星，它很容易根據(jù)星。北極星就是一顆最重要的導(dǎo)航星，它很容易根據(jù)北斗星找到。北斗星找到。周日視運動為何四季星空不同春季星空春季星空夏季星空夏季星空秋季星空秋季星空冬季星空冬季星空春季大三角 夏季大三角秋季大四

2、邊形冬季大三角和大六角形夏季大三角天蝎座冬季大三角太陽的觀測用望遠(yuǎn)鏡觀測太陽時，一定要注意減光，有幾種辦法，一種是在物鏡前加裝中性濾光片或反光膜，一種是把太陽影像投影在白紙上來觀測，另一種是目鏡上加濾光片。千萬不能沒有任何防護(hù)措施直接用眼睛通過望遠(yuǎn)鏡看太陽，哪怕是短暫的一瞥，也會對眼睛造成永久的傷害。太陽黑子是太陽上具有強磁場的氣體漩渦。其溫度低于太陽表面溫度。太陽黑子活動的強度是變化的，周期平均是11年，2000年、2001年是太陽活動峰年，太陽黑子出現(xiàn)最多，目前處于下降階段。 太陽濾光膜太陽表面太陽黑子太陽自轉(zhuǎn)月亮的觀測月亮是地球唯一的天然衛(wèi)星，他像一個忠實的衛(wèi)士永遠(yuǎn)面向地球圍繞地球運轉(zhuǎn)。

3、 月相月面月面上主要有兩種地形，月面上主要有兩種地形，一種由凝固的熔巖構(gòu)成的一種由凝固的熔巖構(gòu)成的盆地，稱為盆地，稱為“月海月海”，用，用望遠(yuǎn)鏡看到月面的暗區(qū)就望遠(yuǎn)鏡看到月面的暗區(qū)就是月海。另一種地形是山是月海。另一種地形是山脈，有連綿險峻的高山，脈，有連綿險峻的高山，最高達(dá)最高達(dá)8、9千米；有為數(shù)千米；有為數(shù)眾多的環(huán)形山，直徑大于眾多的環(huán)形山，直徑大于一公里的有一公里的有3萬個以上。萬個以上。 用小口徑的望遠(yuǎn)鏡就能充分享受觀測的樂趣，月球表面與行星表面不同，很多細(xì)節(jié)都可以看用小口徑的望遠(yuǎn)鏡就能充分享受觀測的樂趣，月球表面與行星表面不同，很多細(xì)節(jié)都可以看到，雖然表面情況沒有特別的變化，但因陽光

4、照射的角度不同，而使地形地貌看起來發(fā)生微到，雖然表面情況沒有特別的變化，但因陽光照射的角度不同，而使地形地貌看起來發(fā)生微妙的變化。妙的變化。 日食日食是月球在太陽前面穿過而遮住的陽光的現(xiàn)象。日食分三種，太陽看起來只虧一部分日食是月球在太陽前面穿過而遮住的陽光的現(xiàn)象。日食分三種，太陽看起來只虧一部分的叫日偏食，月球完全嵌入太陽之中而太陽看起來像戒指的叫日環(huán)食，完全遮掩太陽而的叫日偏食，月球完全嵌入太陽之中而太陽看起來像戒指的叫日環(huán)食，完全遮掩太陽而看見日冕的叫日全食。看見日冕的叫日全食。日食成因日環(huán)食成因日食觀測日食照片日全食預(yù)報日環(huán)食預(yù)報月食月食是月球進(jìn)入地球的影子中而發(fā)生的現(xiàn)象，如果月球進(jìn)入

5、地球的影子最濃的部分月食是月球進(jìn)入地球的影子中而發(fā)生的現(xiàn)象，如果月球進(jìn)入地球的影子最濃的部分-本影，就發(fā)生月全食。如本影，就發(fā)生月全食。如果月球只是部分掠過地球的本影，則成為月偏食。只進(jìn)入地球的影子淡的半影部分叫半影月食。在全食時，果月球只是部分掠過地球的本影，則成為月偏食。只進(jìn)入地球的影子淡的半影部分叫半影月食。在全食時，全食前后各有半影食及偏食。全食前后各有半影食及偏食。 月全食月全食時，月球表面色彩變化的美麗景觀月全食時，月球表面色彩變化的美麗景觀非常值得觀看，在地球本影內(nèi)，太陽光被非常值得觀看，在地球本影內(nèi)，太陽光被地球大氣折射而進(jìn)入其中，投射在月球上，地球大氣折射而進(jìn)入其中，投射在月

6、球上，把全食中的月球表面照成古銅色，如果能把全食中的月球表面照成古銅色，如果能用相機照下來，會非常漂亮。用相機照下來，會非常漂亮。大行星的觀測環(huán)繞太陽運行的行星及其衛(wèi)星、小行星、彗星等，與太陽這顆支配著地球在內(nèi)的行星系統(tǒng)運行的恒星，共同組成了太陽系。水星、金星水星、金星、在地球軌道內(nèi)繞太陽運行，水星、金星、在地球軌道內(nèi)繞太陽運行，稱為稱為“內(nèi)行星內(nèi)行星”，從地球上看，它們離開，從地球上看，它們離開太陽的距離不會超過某一角度，特別是水太陽的距離不會超過某一角度，特別是水星，離太陽不超過星，離太陽不超過28，經(jīng)常掩沒在太陽的，經(jīng)常掩沒在太陽的光輝里。觀測水星只能在傍晚或黎明時進(jìn)光輝里。觀測水星只能

7、在傍晚或黎明時進(jìn)行。金星的觀測要容易的多，它是天上除行。金星的觀測要容易的多，它是天上除了太陽、月亮外最亮的天體，離太陽最遠(yuǎn)了太陽、月亮外最亮的天體，離太陽最遠(yuǎn)可達(dá)可達(dá)48。我國古代把它稱為。我國古代把它稱為“啟明星啟明星”和和“長庚星長庚星”。水星、金星像月亮一樣，內(nèi)行星也有盈虧現(xiàn)象，金星相位變化用一架小望遠(yuǎn)鏡可以很容易地看出來，水星稍微像月亮一樣，內(nèi)行星也有盈虧現(xiàn)象，金星相位變化用一架小望遠(yuǎn)鏡可以很容易地看出來，水星稍微困難一點。困難一點。 水星、金星凌日內(nèi)行星有時會觀測到它們從太陽表面經(jīng)過，稱為內(nèi)行星有時會觀測到它們從太陽表面經(jīng)過，稱為“凌日凌日”。水星、金星的凌日現(xiàn)象比較罕見，。水星、

8、金星的凌日現(xiàn)象比較罕見，非常值得觀測。非常值得觀測。2003年年5月月7日曾發(fā)生一次水星凌日日曾發(fā)生一次水星凌日, 最近一次在最近一次在2006年年11月月9日。下次發(fā)生在日。下次發(fā)生在2016年年5月月9日，我日，我國觀測條件不好。國觀測條件不好。2032年年11月月13日水星凌日我國可見。日水星凌日我國可見。金星凌日2004年6月8日我國觀測到一次金星凌日，機會非常難得，上次金星發(fā)生在1882年，下次發(fā)生在2012年6月7日，在以后要到2117年才有機會。火星火星是地球軌道以外離地球最近的大行星，剛剛過去的火星大沖給我們留下了深刻的印象?；鹦鞘堑厍蜍壍酪酝怆x地球最近的大行星，剛剛過去的火星

9、大沖給我們留下了深刻的印象?；鹦敲扛魞赡陜蓚€月左右接近地球一次，屆時是我們用小望遠(yuǎn)鏡觀測火星表面的好機會?；鹦敲扛魞赡陜蓚€月左右接近地球一次，屆時是我們用小望遠(yuǎn)鏡觀測火星表面的好機會。 根據(jù)觀測結(jié)果繪制的火星圖火星軌道13.8 -14.0 -16.2 -20.5 -25.1 -19.815.5 -14.0 -14.0 -15.1 -18.4 -24.1在不同的沖日位置上，火星朝向地球的極區(qū)不同，火星上的季節(jié)也不同遠(yuǎn)日點沖是觀測火星北極地區(qū)的時機遠(yuǎn)日點沖與近日點沖火星視運動的原理火星極冠極冠由干冰和少量水冰構(gòu)成極冠由干冰和少量水冰構(gòu)成極冠大小隨著季節(jié)明顯變化極冠大小隨著季節(jié)明顯變化火星表面：水手

10、谷大峽谷系統(tǒng)延伸大峽谷系統(tǒng)延伸4000多千米多千米,深深2-7千米千米火星表面：奧林匹斯山奧林匹斯山奧林匹斯山是太陽系內(nèi)最高奧林匹斯山是太陽系內(nèi)最高的山峰的山峰巨大的地盾火山高達(dá)巨大的地盾火山高達(dá)25千米，千米，方圓方圓600千米千米木星是太陽系最大的行星，用小是太陽系最大的行星，用小望遠(yuǎn)鏡就可以看到它表面的望遠(yuǎn)鏡就可以看到它表面的條紋和四個伽利略衛(wèi)星。木條紋和四個伽利略衛(wèi)星。木星表面條紋的濃度和寬度在星表面條紋的濃度和寬度在不斷變化，連著名的大紅斑不斷變化，連著名的大紅斑其濃度或形狀也會變化。其濃度或形狀也會變化。土星是用望遠(yuǎn)鏡觀測的天體中最有趣的，只要是用望遠(yuǎn)鏡觀測的天體中最有趣的，只要有

11、放大倍數(shù)有放大倍數(shù)40倍左右的望遠(yuǎn)鏡，就可以看倍左右的望遠(yuǎn)鏡，就可以看到它漂亮的光環(huán)。到它漂亮的光環(huán)。土星光環(huán)土星光環(huán)的變化土星光環(huán)的變化流星和流星雨夜空中經(jīng)常見到單個的流星，出現(xiàn)時間和方位沒有什么夜空中經(jīng)常見到單個的流星，出現(xiàn)時間和方位沒有什么規(guī)律，這叫偶發(fā)流星。在晴朗無月的夜晚，一個人每小規(guī)律，這叫偶發(fā)流星。在晴朗無月的夜晚，一個人每小時大約可以看到時大約可以看到10顆左右的流星。顆左右的流星。 流星雨 當(dāng)密集成群的流星體當(dāng)密集成群的流星體沖入大氣層形成流星沖入大氣層形成流星雨時，它們的運動方雨時，它們的運動方向本來是相同的，但向本來是相同的，但由于由于“透視透視”效應(yīng)，效應(yīng)，看起來好像從

12、一點輻看起來好像從一點輻射出來。這一點或區(qū)射出來。這一點或區(qū)域稱為輻射點。域稱為輻射點。 流星雨當(dāng)每小時流星數(shù)達(dá)到數(shù)當(dāng)每小時流星數(shù)達(dá)到數(shù)千甚至上萬時，稱為流千甚至上萬時，稱為流星暴。流星雨一般按照星暴。流星雨一般按照輻射點所處的星座來命輻射點所處的星座來命名。名。有些流星雨會周期性的出現(xiàn)，這是有些流星雨會周期性的出現(xiàn)，這是因為流星群的母體往往是周期彗星，因為流星群的母體往往是周期彗星，彗星每次回歸到太陽附近會噴射出彗星每次回歸到太陽附近會噴射出一些物質(zhì)，如果這些物質(zhì)在軌道上一些物質(zhì)，如果這些物質(zhì)在軌道上分布的不均勻，每年出現(xiàn)流星雨的分布的不均勻，每年出現(xiàn)流星雨的強度會有所不同。強度會有所不同。

13、 流星雨的觀測流星雨的拍攝流星照片流星照片流星照片流星照片彗星在絢麗的天穹上，有時在絢麗的天穹上，有時會出現(xiàn)拖著長尾巴的天會出現(xiàn)拖著長尾巴的天體，這就是彗星。它使體，這就是彗星。它使星空增添了神秘的色彩。星空增添了神秘的色彩。較亮的彗星用肉眼就直較亮的彗星用肉眼就直接可以看到，亮彗星出接可以看到，亮彗星出現(xiàn)時，成為天上最引人現(xiàn)時，成為天上最引人注意的目標(biāo)，給人留下注意的目標(biāo)，給人留下深刻的印象。深刻的印象。 彗星的軌道彗星的軌道的改變彗星的結(jié)構(gòu)深空天體利用小型望遠(yuǎn)鏡作天體觀測，瀏覽星云、星團(tuán)可以說是一件最有趣的事，由于小望遠(yuǎn)鏡的口徑利用小型望遠(yuǎn)鏡作天體觀測，瀏覽星云、星團(tuán)可以說是一件最有趣的事

14、，由于小望遠(yuǎn)鏡的口徑小，聚光力和解像力不高，所以無法看到像天文臺大望遠(yuǎn)鏡拍攝的照片一樣美麗的面貌。雖然小，聚光力和解像力不高，所以無法看到像天文臺大望遠(yuǎn)鏡拍攝的照片一樣美麗的面貌。雖然是暗淡而微弱的光，卻能使我們體會到眺望剛從幾千光年，上萬光年的宇宙遙遠(yuǎn)的深處到達(dá)的是暗淡而微弱的光，卻能使我們體會到眺望剛從幾千光年，上萬光年的宇宙遙遠(yuǎn)的深處到達(dá)的我們眼睛的新鮮光線的真實感，這應(yīng)該是令人興奮的。我們眼睛的新鮮光線的真實感，這應(yīng)該是令人興奮的。 星云星云星云星云星云疏散星團(tuán)球狀星團(tuán)星系星系星系星系星系天文學(xué)是一門古老的學(xué)科，在人類的文明史中占有重要的地位。觀測是天文學(xué)實驗方法的基本特點，不天文學(xué)是

15、一門古老的學(xué)科，在人類的文明史中占有重要的地位。觀測是天文學(xué)實驗方法的基本特點，不斷地創(chuàng)造和改革觀測手段，是天文學(xué)家致力不懈的課題。斷地創(chuàng)造和改革觀測手段，是天文學(xué)家致力不懈的課題。1608年荷蘭的眼鏡商漢斯年荷蘭的眼鏡商漢斯. .里帕席里帕席根據(jù)學(xué)徒的偶然發(fā)現(xiàn)，制成了第一根據(jù)學(xué)徒的偶然發(fā)現(xiàn)，制成了第一架望遠(yuǎn)鏡。架望遠(yuǎn)鏡。16091609年，伽利略制成了兩架最早的年，伽利略制成了兩架最早的天文望遠(yuǎn)鏡天文望遠(yuǎn)鏡 ，發(fā)現(xiàn)了望遠(yuǎn)鏡具有發(fā)現(xiàn)了望遠(yuǎn)鏡具有“增加聚光本領(lǐng)和放大視角增加聚光本領(lǐng)和放大視角”的作的作用。用。 伽利略把自制的口徑伽利略把自制的口徑4. .5厘米，放大倍率厘米，放大倍率33倍的倍的

16、望遠(yuǎn)鏡指向天空，很快發(fā)現(xiàn)了月球上的環(huán)形山、望遠(yuǎn)鏡指向天空，很快發(fā)現(xiàn)了月球上的環(huán)形山、圍繞木星運轉(zhuǎn)的四顆衛(wèi)星、金星的盈虧現(xiàn)象、日圍繞木星運轉(zhuǎn)的四顆衛(wèi)星、金星的盈虧現(xiàn)象、日面上的黑子、銀河由無數(shù)暗弱恒星構(gòu)成等現(xiàn)象。面上的黑子、銀河由無數(shù)暗弱恒星構(gòu)成等現(xiàn)象。 德國的開普勒（1571-1630）在伽利略制成天文望遠(yuǎn)鏡 后兩年，出版了光學(xué)一書，首次提出了“像差”的概念。并提出了一種新型的望遠(yuǎn)鏡，這種望遠(yuǎn)鏡被稱為開普勒式望遠(yuǎn)鏡。伽利略式：以凸透鏡做物鏡，凹透鏡做目鏡。成正像，制造簡單造價低廉，普通觀劇鏡多采用伽利略式：以凸透鏡做物鏡，凹透鏡做目鏡。成正像，制造簡單造價低廉，普通觀劇鏡多采用這種光學(xué)系統(tǒng)。缺

17、點是視場小、放大率小、不能在目鏡端加裝十字絲。目前在天文觀測中不采這種光學(xué)系統(tǒng)。缺點是視場小、放大率小、不能在目鏡端加裝十字絲。目前在天文觀測中不采用這種類型的望遠(yuǎn)鏡。用這種類型的望遠(yuǎn)鏡。開普勒式：以凸透鏡做物鏡，凸透鏡做目鏡。是將物鏡所成的實像用凹透鏡組的目鏡放大，獲開普勒式：以凸透鏡做物鏡，凸透鏡做目鏡。是將物鏡所成的實像用凹透鏡組的目鏡放大，獲得倒像，由于其視場大，在目鏡組中可以安裝十字絲或動絲，天文觀測中多采用此種類型的望得倒像，由于其視場大，在目鏡組中可以安裝十字絲或動絲，天文觀測中多采用此種類型的望遠(yuǎn)鏡。遠(yuǎn)鏡。17世紀(jì)望遠(yuǎn)鏡剛出現(xiàn)時，不僅口徑較小，而且成像質(zhì)量相當(dāng)差。因為當(dāng)時的物鏡

18、都是單透鏡，世紀(jì)望遠(yuǎn)鏡剛出現(xiàn)時，不僅口徑較小，而且成像質(zhì)量相當(dāng)差。因為當(dāng)時的物鏡都是單透鏡，像差，特別是其中的色差非常嚴(yán)重，它使觀測到的天體不能呈現(xiàn)出清晰的像，而是帶五顏六像差，特別是其中的色差非常嚴(yán)重，它使觀測到的天體不能呈現(xiàn)出清晰的像，而是帶五顏六色光圈的像斑。色光圈的像斑。這種像差的成因當(dāng)時尚未弄清楚，但當(dāng)時人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)透鏡曲率變小，焦距變長時，色這種像差的成因當(dāng)時尚未弄清楚，但當(dāng)時人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)透鏡曲率變小，焦距變長時，色差就會減小，成像質(zhì)量就比較好。于是天文學(xué)家相繼采用長焦距的望遠(yuǎn)鏡。差就會減小，成像質(zhì)量就比較好。于是天文學(xué)家相繼采用長焦距的望遠(yuǎn)鏡。1673年，波蘭的赫維留（年

19、，波蘭的赫維留（1611-1687）制成了一架長達(dá)）制成了一架長達(dá)46米的望遠(yuǎn)鏡，吊在米的望遠(yuǎn)鏡，吊在30米高的桅桿上，要許多人用繩米高的桅桿上，要許多人用繩子拉著它起落升降。子拉著它起落升降。色差原理1666年，牛頓證明天體的光并非單色光，而是由各種顏色的光混合而成。望遠(yuǎn)鏡的色差是由于透鏡對不同顏色的光具有不同的折射率而造成?？茖W(xué)巨匠牛頓（1642-1727）牛頓反射望遠(yuǎn)鏡為了根本消除色差，牛頓干脆不用光的折射特性，而用反射特性。1668年，他制成了第一架反射望遠(yuǎn)鏡，物鏡是凹球面金屬鏡，物鏡焦點前裝一塊和光軸成45 的平面反光鏡，將星光反射到鏡筒一邊，用目鏡觀察。格里果里反射鏡在牛頓之前，英

20、國數(shù)學(xué)家格里果里（1638-1675）在1663年提出一種反射望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計方案，以拋物面為主鏡，橢球鏡面鏡為副鏡，主鏡中央開有圓孔，F(xiàn)1是主鏡的焦點暨副鏡的一個焦點，光線經(jīng)副鏡會聚后，必聚焦于副鏡的另一個焦點F2處。由于主鏡副鏡都是非球面鏡，當(dāng)時的工藝水平無法磨制，所以格里果里并沒有制成這種望遠(yuǎn)鏡?？ㄈ窳址瓷溏R在牛頓反射鏡問世后不久，法國人卡塞格林（1625-1712）在1672年提出了又一種反射望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計方案，主鏡是拋物面鏡，副鏡是凸雙曲面鏡，主鏡中間開有圓孔， F1是主鏡的焦點暨副鏡的一個焦點，根據(jù)雙曲面的光學(xué)特性，光線經(jīng)副鏡會聚后，必聚焦于副鏡的另一個焦點F2處。這種反射鏡目前還經(jīng)常

21、采用。赫歇爾的望遠(yuǎn)鏡1781年年3月月13日，英國天文學(xué)家威廉日，英國天文學(xué)家威廉.赫赫歇爾（歇爾（1738-1822）用他自制的口徑）用他自制的口徑15厘厘米的反射鏡發(fā)現(xiàn)了天王星，把太陽系的米的反射鏡發(fā)現(xiàn)了天王星，把太陽系的尺度擴大了一倍。尺度擴大了一倍。發(fā)現(xiàn)了天王星后，赫歇爾磨制的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了天王星后，赫歇爾磨制的望遠(yuǎn)鏡口徑越來越大，他是使反射鏡大型化的口徑越來越大，他是使反射鏡大型化的始祖始祖。1789年赫歇爾制成當(dāng)時世界上最大的望遠(yuǎn)鏡。口徑1.22米，焦距12.2米。消色差折射鏡的出現(xiàn)牛頓從理論上弄清了色差的成因，但錯誤的做出折射物鏡色差無法消除的結(jié)論。由于牛頓極高的威牛頓從理論上弄清

22、了色差的成因，但錯誤的做出折射物鏡色差無法消除的結(jié)論。由于牛頓極高的威望，不少人盲從了他的觀點。直到望，不少人盲從了他的觀點。直到18世紀(jì)世紀(jì)30年代，英國數(shù)學(xué)家年代，英國數(shù)學(xué)家C.M.霍爾發(fā)現(xiàn)，用冕牌玻璃作凸透霍爾發(fā)現(xiàn)，用冕牌玻璃作凸透鏡，用火石玻璃作凹透鏡，所制成的復(fù)合透鏡能消除色差。鏡，用火石玻璃作凹透鏡，所制成的復(fù)合透鏡能消除色差。由于消色差折射物鏡的制成，人由于消色差折射物鏡的制成，人們再也不用為減少色差而拼命加們再也不用為減少色差而拼命加長物鏡的焦距了。從此后，折射長物鏡的焦距了。從此后，折射望遠(yuǎn)鏡的鏡筒便大大縮短了。望遠(yuǎn)鏡的鏡筒便大大縮短了。大型折射望遠(yuǎn)鏡19世紀(jì)下半葉是大型折射

23、望遠(yuǎn)鏡的時代，美國的光學(xué)制造家克拉克父子在1870年以后陸續(xù)磨制了口徑66厘米、76厘米、91厘米、102厘米的折射鏡。 巨型反射鏡20世紀(jì)的上半葉巨型反射鏡又占了上風(fēng)。由于磨制材料的改進(jìn)，用玻璃代替了金屬，并發(fā)明了玻璃鍍銀技術(shù)，許多大口徑反射鏡相繼建成。1948年口徑508厘米的海爾反射望遠(yuǎn)鏡交付使用。 最大的望遠(yuǎn)鏡折反射望遠(yuǎn)鏡1930年德國的施密特制造出第一架折反射望遠(yuǎn)鏡。同時使用反射鏡和折射鏡。反射鏡是球面鏡，放在球面曲率中心的形狀奇特的透鏡做“改正鏡”，可以補償反射鏡引起的球差，又不會產(chǎn)生彗差和明顯的色差。1940年蘇聯(lián)光學(xué)家馬克蘇托夫發(fā)明馬克蘇托夫望遠(yuǎn)鏡，和施密特望遠(yuǎn)鏡類似，它的改正

24、鏡是彎月形，兩個表面都是球面。制作容易。和反射鏡相比，折反射鏡的視場可以做的較大，有利于拍攝。施密特望遠(yuǎn)鏡射電望遠(yuǎn)鏡 1931年至1932年，美國的電信工程師央斯基（1905-1950）在研究無線電短波通訊中的各項干擾因素時，用無線接收天線，接收到來自銀河中心的電磁輻射，開創(chuàng)了射電天文學(xué)。 射電望遠(yuǎn)鏡澳洲帕克斯射電望遠(yuǎn)鏡 密云天線陣大氣窗口 地球被一層厚厚的大氣層包圍，為我們提供了充足的氧氣、適宜的溫度，保護(hù)人類免受來自太空的不速之客，如流星、粒子輻射等等的襲擊。但同時這層“面紗”吸收了大部分波段的電磁波，宇宙中的各類天體發(fā)射著從波長106米-10-14米范圍內(nèi)的電磁輻射 ,地面上只能通過兩個

25、窗口光學(xué)和射電去觀察星象。50年代人造衛(wèi)星的上天，使得天文學(xué)從地面觀測躍進(jìn)到空間觀測，從狹窄的光學(xué)波段、射電波段擴展到整個電磁波譜。 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡 望遠(yuǎn)鏡的幾個基本參數(shù)：望遠(yuǎn)鏡的口徑：指望遠(yuǎn)鏡物鏡所能收到的最大光束的直徑。通常將經(jīng)過鏡框限制后所能接收望遠(yuǎn)鏡的口徑：指望遠(yuǎn)鏡物鏡所能收到的最大光束的直徑。通常將經(jīng)過鏡框限制后所能接收到的最大光束的直徑稱為有效口徑到的最大光束的直徑稱為有效口徑D D或入射光瞳?；蛉肷涔馔?。焦點：平行于望遠(yuǎn)鏡光軸的入射光束，通過理想光學(xué)系統(tǒng)后匯聚在光軸上的那一點稱為焦點。焦點：平行于望遠(yuǎn)鏡光軸的入射光束，通過理想光學(xué)系統(tǒng)后匯聚在光軸上的那一點稱為焦點。位于主軸上的焦

26、點稱為主焦點。位于主軸上的焦點稱為主焦點。焦距：從望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)主點到主焦點的距離稱為焦距焦距：從望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)主點到主焦點的距離稱為焦距F F。望遠(yuǎn)鏡的幾個基本參數(shù)：相對口徑：望遠(yuǎn)鏡有效口徑相對口徑：望遠(yuǎn)鏡有效口徑D與焦距與焦距F之比。通常將相對口徑之比。通常將相對口徑A稱為相對孔徑、光力或口徑比。稱為相對孔徑、光力或口徑比。記為記為 A=D/F焦比：將相對口徑的倒數(shù)焦比：將相對口徑的倒數(shù)1/A稱為焦比或相對焦距。照相機鏡頭上稱為光圈。稱為焦比或相對焦距。照相機鏡頭上稱為光圈。出射光瞳：指物鏡通過目鏡系統(tǒng)所成的像。一般出射光瞳出射光瞳：指物鏡通過目鏡系統(tǒng)所成的像。一般出射光瞳d的直徑不能很大

27、，最大值最好小的直徑不能很大，最大值最好小于人眼瞳孔的直徑，否則從望遠(yuǎn)鏡射出的光將不能全部進(jìn)入人眼。于人眼瞳孔的直徑，否則從望遠(yuǎn)鏡射出的光將不能全部進(jìn)入人眼。望遠(yuǎn)鏡的幾個基本參數(shù)：聚光本領(lǐng)：望遠(yuǎn)鏡收集的光能與人眼瞳孔所接收的光能力之比稱為望遠(yuǎn)鏡的聚光本領(lǐng)聚光本領(lǐng)：望遠(yuǎn)鏡收集的光能與人眼瞳孔所接收的光能力之比稱為望遠(yuǎn)鏡的聚光本領(lǐng)P。人眼瞳孔直徑人眼瞳孔直徑d眼眼在白天約為在白天約為2.5毫米，夜晚約為毫米，夜晚約為5毫米，在完全適應(yīng)黑暗環(huán)境的條件下，瞳孔毫米，在完全適應(yīng)黑暗環(huán)境的條件下，瞳孔最大直徑不超過最大直徑不超過8毫米。望遠(yuǎn)鏡的聚光本領(lǐng)可以用公式毫米。望遠(yuǎn)鏡的聚光本領(lǐng)可以用公式P=D2/d

28、眼眼2表示。表示。在理想條件下，正常人的眼睛可以看到在理想條件下，正常人的眼睛可以看到6等星，有效口徑等星，有效口徑80毫米望遠(yuǎn)鏡的聚光本領(lǐng)毫米望遠(yuǎn)鏡的聚光本領(lǐng)P=(80/8)2=100，比肉眼看到的星暗，比肉眼看到的星暗100倍，（倍，（2.5*lg100=5）, 即通過望遠(yuǎn)鏡可以看到即通過望遠(yuǎn)鏡可以看到6+5=11等等的星?？梢娡h(yuǎn)鏡發(fā)揮了增加聚光本領(lǐng)的作用。的星。可見望遠(yuǎn)鏡發(fā)揮了增加聚光本領(lǐng)的作用。望遠(yuǎn)鏡的幾個基本參數(shù)：極限星等：將望遠(yuǎn)鏡指向天頂，肉眼所能看到的最暗恒星的星等稱為極限星等，也叫貫穿本極限星等：將望遠(yuǎn)鏡指向天頂，肉眼所能看到的最暗恒星的星等稱為極限星等，也叫貫穿本領(lǐng)。領(lǐng)。極

29、限星等與望遠(yuǎn)鏡的有效口徑、相對口徑、物鏡的吸收系數(shù)、大氣的吸收系數(shù)和天空背景亮極限星等與望遠(yuǎn)鏡的有效口徑、相對口徑、物鏡的吸收系數(shù)、大氣的吸收系數(shù)和天空背景亮度等多種因素有關(guān)。度等多種因素有關(guān)。極限星等極限星等ml與以厘米為單位的望遠(yuǎn)鏡有效口徑之間的簡單關(guān)系由公式與以厘米為單位的望遠(yuǎn)鏡有效口徑之間的簡單關(guān)系由公式 ml=6.9+5lgD 給出。例給出。例如有效口徑如有效口徑15厘米的望遠(yuǎn)鏡，極限星等約為厘米的望遠(yuǎn)鏡，極限星等約為12.8等。等。望遠(yuǎn)鏡的幾個基本參數(shù)：放大率：放大率=F物/F目 ，或 放大率=D/d望遠(yuǎn)鏡的有效放大倍數(shù)與望遠(yuǎn)鏡物鏡的有效口徑有關(guān)，口徑越大有效放大倍數(shù)越大，如望遠(yuǎn)鏡

30、的有效放大倍數(shù)與望遠(yuǎn)鏡物鏡的有效口徑有關(guān)，口徑越大有效放大倍數(shù)越大，如果硬將小口徑望遠(yuǎn)鏡的倍數(shù)調(diào)大，星像的細(xì)節(jié)部分還是看不到，反而會使觀測天體變得果硬將小口徑望遠(yuǎn)鏡的倍數(shù)調(diào)大，星像的細(xì)節(jié)部分還是看不到，反而會使觀測天體變得很暗，而且由于光的衍射效應(yīng)，星像會變得模糊。一般望遠(yuǎn)鏡的有效放大倍數(shù)是物鏡有很暗，而且由于光的衍射效應(yīng)，星像會變得模糊。一般望遠(yuǎn)鏡的有效放大倍數(shù)是物鏡有效口徑以毫米為單位的值。效口徑以毫米為單位的值。望遠(yuǎn)鏡的幾個基本參數(shù)：分辨角：把望遠(yuǎn)鏡能分清為兩個物點的最小角距離稱為分辨角，也叫分辨率。分辨角：把望遠(yuǎn)鏡能分清為兩個物點的最小角距離稱為分辨角，也叫分辨率。分辨率與光的波長和望

31、遠(yuǎn)鏡的口徑有關(guān)。計算公式為分辨率與光的波長和望遠(yuǎn)鏡的口徑有關(guān)。計算公式為 =1.22/D（弧度）（弧度）取取550納米，納米，D以厘米為單位，以厘米為單位，以角秒為單位以角秒為單位 =14/D（角秒）（角秒）望遠(yuǎn)鏡的幾個基本參數(shù)：視場：用目視望遠(yuǎn)鏡觀測星空時所能見到的天空部分的角直徑叫視場。當(dāng)目鏡的工作視場一視場：用目視望遠(yuǎn)鏡觀測星空時所能見到的天空部分的角直徑叫視場。當(dāng)目鏡的工作視場一定時，望遠(yuǎn)鏡的視場與放大率成反比。定時，望遠(yuǎn)鏡的視場與放大率成反比。照相望遠(yuǎn)鏡的視場是指底片上星像良好區(qū)域的角直徑。照相望遠(yuǎn)鏡的視場是指底片上星像良好區(qū)域的角直徑。 望遠(yuǎn)鏡主要解決望遠(yuǎn)鏡主要解決“看得見看得見”

32、和和“看得清看得清”兩方面的問題。兩方面的問題。前者指接收到光子的數(shù)量有多少，后者指光子在視網(wǎng)膜上集合成像的清晰度。望遠(yuǎn)鏡的口徑前者指接收到光子的數(shù)量有多少，后者指光子在視網(wǎng)膜上集合成像的清晰度。望遠(yuǎn)鏡的口徑越大，接收到的光子數(shù)越多，越大，接收到的光子數(shù)越多，“看得見看得見”的本領(lǐng)就越高。的本領(lǐng)就越高。“看得清看得清”的問題和光學(xué)系統(tǒng)的質(zhì)量，如玻璃的品質(zhì)、加工精度、裝配精度、保養(yǎng)狀況有關(guān)，的問題和光學(xué)系統(tǒng)的質(zhì)量，如玻璃的品質(zhì)、加工精度、裝配精度、保養(yǎng)狀況有關(guān)，但即使是理想的光學(xué)系統(tǒng)，仍有一個不可逾越的限制，即光的衍射效應(yīng)。但即使是理想的光學(xué)系統(tǒng)，仍有一個不可逾越的限制，即光的衍射效應(yīng)。由于光的

33、衍射效應(yīng)從一個點發(fā)出的光子被理想的光學(xué)系統(tǒng)聚焦后，仍不能集中在一個點上，由于光的衍射效應(yīng)從一個點發(fā)出的光子被理想的光學(xué)系統(tǒng)聚焦后，仍不能集中在一個點上，而是散布在一個小圓面和外圍一圈一圈逐漸減弱的亮環(huán)中，中央的小圓面稱為而是散布在一個小圓面和外圍一圈一圈逐漸減弱的亮環(huán)中，中央的小圓面稱為“愛里斑愛里斑（Airy）”，如果兩個光點的距離太近，使各自兩個愛里斑相連，就不能清楚地分辯出兩個，如果兩個光點的距離太近，使各自兩個愛里斑相連，就不能清楚地分辯出兩個光點的像。光的衍射現(xiàn)象限制了光點的像。光的衍射現(xiàn)象限制了“看得清看得清”的能力。的能力。 望遠(yuǎn)鏡的機械裝置望遠(yuǎn)鏡的機械裝置除了對鏡筒起支撐作用的

34、支架、平衡錘等部件外，最重要的是跟蹤系統(tǒng)。望遠(yuǎn)鏡的機械裝置除了對鏡筒起支撐作用的支架、平衡錘等部件外，最重要的是跟蹤系統(tǒng)。為了使望遠(yuǎn)鏡能夠觀測天球上任意位置的天體，它必須能夠繞兩條互相垂直的軸線旋轉(zhuǎn)。根為了使望遠(yuǎn)鏡能夠觀測天球上任意位置的天體，它必須能夠繞兩條互相垂直的軸線旋轉(zhuǎn)。根據(jù)軸線方向選擇的不同，望遠(yuǎn)鏡的裝置分為兩類：據(jù)軸線方向選擇的不同，望遠(yuǎn)鏡的裝置分為兩類：地平式裝置。地平式裝置。赤道式裝置。赤道式裝置。 地平式裝置一條軸線沿鉛垂線方向，稱一條軸線沿鉛垂線方向，稱為豎直軸；另一條軸線沿水為豎直軸；另一條軸線沿水平方向，稱為水平軸。當(dāng)繞平方向，稱為水平軸。當(dāng)繞豎直軸旋轉(zhuǎn)時，望遠(yuǎn)鏡的地豎

35、直軸旋轉(zhuǎn)時，望遠(yuǎn)鏡的地平緯度不變，地平經(jīng)度改變；平緯度不變，地平經(jīng)度改變；當(dāng)繞水平軸旋轉(zhuǎn)時，望遠(yuǎn)鏡當(dāng)繞水平軸旋轉(zhuǎn)時，望遠(yuǎn)鏡的地平經(jīng)度不變，地平緯度的地平經(jīng)度不變，地平緯度改變。改變。赤道式裝置赤道式裝置天體觀測一般都需要較長的時間，由天體觀測一般都需要較長的時間，由于天體的周日視運動，望遠(yuǎn)鏡最好能于天體的周日視運動，望遠(yuǎn)鏡最好能跟蹤，最方便的辦法是把一條旋轉(zhuǎn)軸跟蹤，最方便的辦法是把一條旋轉(zhuǎn)軸沿平行于天軸的方向放置，這就是沿平行于天軸的方向放置，這就是“極軸極軸”，這種裝置稱為赤道式裝置，這種裝置稱為赤道式裝置，另一條軸線位于天球的赤道面內(nèi)，就另一條軸線位于天球的赤道面內(nèi)，就是是“赤緯軸赤緯軸”。當(dāng)繞極軸旋轉(zhuǎn)時，望。當(dāng)繞極軸旋轉(zhuǎn)時，望遠(yuǎn)鏡的赤緯不變，赤經(jīng)改變；當(dāng)繞赤遠(yuǎn)鏡的赤緯不變，赤經(jīng)改變；當(dāng)繞赤緯軸旋轉(zhuǎn)時，望遠(yuǎn)鏡的赤經(jīng)不變，赤緯軸旋轉(zhuǎn)時，望遠(yuǎn)鏡的赤經(jīng)不變，赤緯改變。緯改變。雙筒望遠(yuǎn)鏡雙筒望遠(yuǎn)鏡具有成像清晰明亮，視場大、攜帶雙筒望遠(yuǎn)鏡具有成像清晰明亮，視場大、攜帶方便、價格便宜等優(yōu)點，很適于天文愛好者用方便、價格便宜等優(yōu)點，很適于天文愛好者用來巡天和觀測星云、星團(tuán)、彗星等面狀天體。來巡天和觀測星云、星團(tuán)、彗星等面狀天體。在晴朗無月的夜晚用雙筒鏡觀測時，可見在廣在晴朗無月的夜晚用雙筒鏡觀測時，可見在廣闊的視場之中繁星密布，偶爾有一、兩朵星云、闊的視場之中繁星密布，偶爾