原标題：天文望遠鏡的起源

圖為西班牙加那利大型望遠鏡。

關于望遠鏡的記載，最早出現在1608年荷蘭眼鏡制造商向政府提交的專利報告中。

1609年，在聽到有關望遠鏡這個新發明的消息後，天文學家伽利略馬上将望遠鏡應用到了天文觀測上。

當伽利略透過望遠鏡瞄向天空中的星體時，他看到了前所未見的景象：月球上存在環形山，木星周圍有4顆衛星……

自此，天文學觀測進入一個新階段，天文學家不再隻依靠肉眼來洞察宇宙的奧秘了。

人眼瞳孔的直徑隻有6毫米，能通過瞳孔進入人眼的光有限。望遠鏡鏡片的口徑大于人的瞳孔，能将更大面積的光線收集起來，從而讓天文學家看清更暗弱的天體和天體上更豐富的細節。

天文望遠鏡的性能取決于諸多指标，觀測效果也和觀測環境有很大關系。但望遠鏡的口徑，始終是一項重要指标。這也是天文望遠鏡發展過程中，人們一直緻力于提高的一項指标。伽利略使用的天文望遠鏡口徑隻有4.2厘米。目前已投入使用的單台口徑最大的光學望遠鏡，是西班牙的加那利大型望遠鏡，口徑已達10.4米。

伽利略使用的望遠鏡和我們常見的望遠鏡構造類似：光線在透過鏡筒一端的主鏡片後，通過鏡筒另一端的目鏡進入人眼。這種望遠鏡被稱為折射式望遠鏡，結構簡單、制作方便。

随着望遠鏡口徑的不斷增大，折射式望遠鏡的缺點也顯現出來：鏡片中心會在重力或溫度變化的作用下變形，影響成像質量。不同顔色的光線在穿過鏡片後會發生色散現象，難以準确聚焦于一點，使觀測到的圖像出現色差。光在透過鏡片時，紫外波段的信号會被嚴重吸收，無法準确觀察到。

因此，在19世紀末，人們停止了增大折射式天文望遠鏡口徑的嘗試。1897年，美國葉凱士天文台建成口徑為1.02米的折射式望遠鏡，直到今天依然是折射式望遠鏡家族中口徑最大的一個。

1666年，物理學先驅牛頓通過色散現象，發現我們日常所見的白光，實際是由不同波長和顔色的光組成的。牛頓随即意識到，折射式望遠鏡會不可避免地出現色差，并通過實驗證明了自己的想法。

為了克服這一問題，牛頓設計了一種全新的望遠鏡：它将一片呈球面狀的鏡片置于鏡筒底部，可反射光線。進入鏡筒的光經過球面鏡反射後，聚焦在鏡筒前部的一點。牛頓通過另一塊平面反射鏡，将光線導入鏡筒一側，供觀測者觀看。擁有這一原理的望遠鏡被稱為反射式望遠鏡，有效解決了折射式望遠鏡的色散問題。

之後，天文學家又在反射式望遠鏡基礎上，對其鏡片形狀與光路結構進行了改進，發展了卡塞格林系統、R-C系統、折軸系統等反射式望遠鏡系統，進一步提高了反射式望遠鏡的性能，使用者可根據不同觀測需要進行選擇。反射式望遠鏡鏡片能較好地被望遠鏡機械結構支撐，在一定程度上解決了鏡片變形問題。

當然，本文所指的望遠鏡均為光學望遠鏡，也是應用最廣泛和人們最熟悉的望遠鏡。對于其他天文望遠鏡，我們會在今後的内容中加以介紹。（■李會超）

來源：解放軍報

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