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图说天文望远镜400周年系列连载之三

以反射镜为物镜的望远镜,叫反射望远镜,是天文望远镜中最常见的形式.如果把天文望远镜发展历程比作枝繁叶茂的大树,那么折射望远镜的发展脉络只是这棵大树的一个支杆(尽管是可能最重要的支杆之一),而真正的主杆是反射望远镜,近现代的太阳望远镜、射电望远镜和空间望远镜这几个支杆都是从反射望远镜这个主杆衍生而来的,而当前的多镜面望远镜和超巨大望远镜就是反射望远镜这个主杆的目前的最前端.由此可知,反射望远镜的历史在天文望远镜发展史中的地位是何等重要.现在我们来介绍它的发展历程.

反射望远镜的酝酿

在整个17世纪,折射望远镜做得越来越长,使用变得越来越困难.反射镜与透镜一样,也具有聚光的本领,这是古人早已经知道的事实.在长镜筒折射望远镜渐入绝境的情况下,人们自然想到利用反射镜.

写望远镜论文的注意事项
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1632年意大利数学家、伽利略的学生博纳文图拉卡瓦列里(BonaventufaCavalieri,1598～1647)在《燃烧镜》一书中探讨了阿基米德是否在叙拉古燃烧了敌船,也为能建造反射望远镜作了理论阐述.另一位意大利僧侣尼科洛祖奇(NiccoloZucchi,1586～1670)在1652年出版的一部著作中声称,自己在1616年就用凹面镜作物镜,制作了世界第一架反射望远镜,但是他的望远镜无法解决诸如“如果你的头阻挡了视线,那么你在镜子里怎么会看到东西呢”的问题.

1663年英国数学家和天文学家詹姆斯格里高里(JamesGregory,1638～1675)出版了《光学的进程》一书,其中首度提出使用两个凹面镜制造反射镜的实用设计.格里高里精通数学,他的设计十分完美：主镜设计成一个抛物面,副镜设计成一个椭圆球面,这样既能消除球差,同时又能消除色差.可惜,当时的工艺技术水平完全达不到他的要求,这在当时只能是“纸上谈兵”的设计.很多年以后,人们按照格里高里的设计,制造出“格里高里式望远镜”,一直工作得很好,这是后话.

英国另一位大科学家罗伯特胡克(RobertHooke,1635～1703)也想出了巧妙的主意――在一根管子里适度地安放几面反射镜,光线反复弯折,犹如折尺一般,使镜筒大大缩短.他的设计思路没有错,但是事实上却无法实现,因为按照当时的工艺水平,平面镜的反射率不及50％,几经反射,原来较亮的天体也会变得暗淡无光了.

几位反射望远镜的先驱者,包括两位科学大师的努力,虽然没