早期天文望遠鏡（下）

郭紅鋒

小編的話

早期天文望遠鏡都是光學望遠鏡，主要分為折射式望遠鏡、反射式望遠鏡和折反射望遠鏡，這期我們繼續來講關于后兩者的發展及原理。此外，還要和大家分享一些天文學家和天文望遠鏡的故事！

反射式望遠鏡

現代用于專業天文觀測的望遠鏡，大都采用反射式，為了達到各種天體目標成像要求，現代的反射望遠鏡在光學設計上有各種變化，但基本上都采用主鏡加反射副鏡的結構。其中，主鏡接收星光，聚焦反射到副鏡，副鏡再把光線轉出到目鏡成像，或轉到接收器處理。

比較重要的改進是卡塞格林式反射望遠鏡（原理見圖1），它在主鏡中心開孔，星光射入主鏡后，反射到副鏡上，副鏡再把星光通過主鏡中心孔反射到鏡筒外的接收器（或目鏡）上。這種改進使得望遠鏡指向天空時觀察點始終在望遠鏡的下部，特別方便大型望遠鏡的工作。

反射望遠鏡的優點是沒有色差，光路在鏡筒里轉折，可以縮短鏡筒，從而降低了造價，可以做成較大的口徑，是現代大望遠鏡的基本結構。但反射望遠鏡需要定期鍍膜和專業維護，適合于天文專業觀測使用。

望遠鏡的成像方面，折射望遠鏡的圖像比較銳利，但有色差;反射望遠鏡的成像沒有色差，但有像差，且其視場要小于折射望遠鏡。

折反射望遠鏡

折反射望遠鏡，顧名思義就是采用折射式和反射式結合的方法，最大限度地發揮二者的長處，避免二者的短處。

歷史上很早就出現了一些折反射望遠鏡。比較成功的是德國光學家施密特，他在1931年用一塊特殊形狀的非球面薄透鏡作為改正鏡，與球面反射鏡配合，制成了可以消除球面反射鏡球差的折反射望遠鏡（原理見圖2）。后來，蘇聯光學家馬克蘇托夫制作了彎月形改正鏡的折反射望遠鏡（原理見圖3）。

折反射望遠鏡優點：光力強、視場大、像差小，尤其適合研究有視面的天體以及巡天觀測等要求視場比較大的場合，也適合于拍攝大面積的天區照片，尤其是對暗弱星云的拍照效果非常突出。

折反射望遠鏡缺點：改正鏡形狀特殊，磨制難度較大，價格也相對昂貴。

知識鏈接

威廉·赫歇爾用望遠鏡發現新行星

許多著名天文學家在他們的時代，使用天文望遠鏡進行大量的天文觀測，做出了重大發現，在天文學史上青史留名。英國天文學家威廉·赫歇爾原本是一位音樂家，但業余時間熱衷于鉆研天文觀測。后來，他簡直沉迷其中，開始把自家當作坊，動手磨制各種望遠鏡。他一生制作了好幾臺在當時非常先進的反射式望遠鏡。威廉·赫歇爾經常用自制的望遠鏡觀察星空，他對星空著迷的程度達到了廢寢忘食的地步，甚至對著天空持續地、一小片一小片地仔細巡查，不放過任何細節。

1781年3月13日晚，威廉·赫歇爾在他的望遠鏡里注意到，有一顆亮度大約為6等的星，其星象略帶模糊的圓面。為了仔細觀察，他更換了不同倍率的目鏡（從200多倍到900多倍）。隨著目鏡倍率增大，這顆星的圓面也越來越大，說明這顆星不是遙遠的恒星，而是離我們比較近的天體。因為恒星距離都非常非常遙遠，即使用更大口徑的望遠鏡、更換更大倍率的目鏡，看起來都只會是一個亮點，不會有視面，更不會隨不同倍率的目鏡而放大。反之，相對于離我們較近的天體，通常都能夠通過望遠鏡看到其視面，也會隨望遠鏡目鏡倍率不同而放大縮小。所以這顆星更像一顆離得比較近的太陽系內的天體。

那么，這顆星到底是哪個新行星呢？我們下期接著講。