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望远镜

2017年05月27日 15:45  点击:[]

望远镜是一种用于观察远距离物体的仪器,能把远物很小的张角按一定倍率放大,使之在像空间具有较大的张角,使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。

望远镜的分类:

 

按观测的波长范围:

1:射电望远镜

2:红外望远镜

3:光学望远镜

4:紫外望远镜

5:x射线望远镜

6:伽马射线望远镜

  根据做望远镜的物镜使用透镜还是反射镜可以分为:

1:折射望远镜

2:反射望远镜

3:折反射望远镜:较出名的为马克苏托夫望远镜

  大家所见的一般为光学望远镜,主要的参数:

1、放大倍数

  一般用目镜视角与物镜入射角之比作为望远镜放大倍数的标示,但通常用物镜焦距与目镜焦距之比计算,表示景物被望远镜拉近的程度,比如一具10倍放大倍数的望远镜表示用此望远镜观察距观察者1000米处的景物的效果,距观察者不使用望远镜而直接在100米处肉眼观察该景物的效果是一样的。 

2、视场角 

 视场(Field of view)是指在一定的距离内观察到的范围的大小。视场越大,观测的范围就越宽广越舒适,视场一般用千米处视界(可观测的宽度)和换算成角度(angle of view)来表示,常见的有三种表示方法:一是直接用角度,如angle of view:9°;二是千米处的可视范围,如Field of view:158m/1000m;三是千码处英尺,实际上和第二种差不多,如Field of vies:288ft/1000y.一般来讲,口径越大,倍率越低,视场就越大,但目镜组的设计也很关键。。

3、出入瞳直径

  是粗略描述成像亮度的参数。在弱光环境下,越大的出瞳直径,可以带来更清晰的图像。对于一般的日间观察,2.5mm或3.0mm的出瞳直径效果就很理想了;如果要用于更好地“天文观测”,就需要选择5~7mm的出瞳直径。人类的瞳孔,在正常生理情况下,最大不会超过7mm,所以大于7mm的出瞳直径,无意就是一种光线上的浪费。这一参数,不能完全反应望远镜的好坏,因为这个参数,只要符合制造规格,即可达到数值上的要求。出瞳直径越大却有另一番好处:越大的出瞳直径,越适宜在颠簸地环境下使用,观测画面会比较稳定,所以像7X50这类规格的望远镜,多适用于海上使用。该数值可以用物镜直径除以放大倍率得出。

4、分辨率

  分辨率是把两个密近的星象分离开来的能力。分辨率越高越能看清一个延展星体的细节。                              具体的分辨角的计算公式       

人眼的分辨角约为23角秒。

世界著名的望远镜:

 

最大的望远镜

望远镜的大小,主要是用望远镜的口径来衡量的。为了对天体作更仔细的研究和观测,为了发现更暗弱的天体,多年来人们一直在增大望远镜的口径上下功夫。但是,对不同的望远镜在口径上有不同的要求。现在世界上最大的反射望远镜,是1975年苏联建成的一台6米望远镜。它超过了30年来一直称为“世界之最”的美国帕洛马山天文台的5米反射望远镜。它的转动部分总重达800吨,也比美国的重200吨。1978年,美国一台组合后口径相当于4.5米的多镜面望远镜试运转。这台望远镜由6个相同的、口径各为1.8米的卡塞格林望远镜组成。6个望远镜绕中心轴排成六角形,六束会聚光各经一块平面镜射向一个六面光束合成器,再把六束光聚在一个共同焦点上,多镜面望远镜的优点是:口径大,镜筒短,占地小,造价低。目前口径最大的光学望远镜是10米口径的凯克望远镜。

 

              


美国的凯克望远镜

最早的望远镜

世界上最早的望远镜是1609年意大利科学家伽利略制造出来的。因此,又称伽利略望远镜。这是一台折射望远镜。他用一块凸透镜作物镜,一块凹镜作目镜,因此观测到的是正像。伽利略在谈到这架世界上第一台望远镜时说:“现在多谢有了望远镜,我们已经能够使天体离我们比离亚里斯多德近三四十倍,因此能够辨别出天体上许多事情来,都是亚里士多德所没有看见的;别的不谈,单是这些太阳系黑子就是他绝对看不到的。所以我们要比亚里士多德更有把握对待天体和太阳.

 


伽利略制造的望远镜

 

哈勃太空望远镜

哈勃太空望远镜

发射时间:1990年

哈勃望远镜于1990年发射升空。20年来这部功勋卓著的望远镜重新改变了我们对宇宙的认识,向公众奉献了大批精彩绝伦的太空靓照。然而最近哈勃望远镜遭受了硬件失灵的故障,令其无法与地面实现通讯。但美宇航局正在制定一个复苏“大天文台”的计划,令“哈勃”望远镜至少服役到2013年.

 

 

 

哈勃望远镜

   

 

    康普顿伽马射线太空望远镜

  康普顿伽马射线太空望远镜

  发射时间:1991年

  主要功能:寻找高能伽马射线

宇宙中一些最狂暴的事件是肉眼所看不到的。它们发生在一种称为伽马射线的光谱环境下。伽马射线是电磁光谱中能量最大的光子。康普顿伽马射线太空望远镜重达17吨,于1991年经由“亚特兰蒂斯”号航天飞机发射升空,用以观测宇宙中的高能射线。康普顿携带的先进仪器向世人揭示了高能伽马射线爆发的分布情况,使科学家绘制出诸如上图这样的精彩地图,该图显示集中于银道面(galactic plane)沿线的伽马射线爆发。2000年,在陀螺仪发生故障后,康普顿被安全地脱离了轨道.

     康普顿伽马射线太空望远镜

   

 

   钱德拉X射线太空望远镜

  钱德拉X射线太空望远镜

  发射时间:1999年

  主要功能:观测黑洞和超新星

长期以来,科幻作家就喜欢给“超人”等虚构的超级大英雄赋予X射线般的视力,这种超能力可以使他们看清楚普通人看不到的东西。在钱德拉X射线太空望远镜1999年发射后,现实世界的天文学便具有了这种超能力。钱德拉望远镜用以观测黑洞和以高能光形式存在的超新星等物体。它拍摄的具有340年历史的超新星残骸“仙后座A”向天文学家揭示了这种爆发的恒星可能是宇宙射线的重要来源。宇宙射线是不断轰击地球的高能粒子.

 

钱德拉X射线太空望远镜

    

 

   XMM-牛顿X射线太空望远镜

  XMM-牛顿X射线太空望远镜

  发射时间:1999年

  主要功能:不间断观测深空

1999年12月,多镜片X射线观测卫星(现称XMM-牛顿)发射升空,欧洲天文学家从此拥有了他们自己的X射线观测台。这颗卫星装备了三部X射线望远镜,因其奇异的飞行轨道而著称,这种飞行轨道可令其长时间、不间断观测深空。XMM-牛顿让欧洲天文学界获得了诸多突破,如观测到迄今在遥远宇宙看到的最大星系团。这个庞大的星系团(上图右侧)证明了一种称为暗能量的神秘力量的存在。据说,暗能量加速了宇宙的膨胀速度。科学家表示,如此巨大的星系团可能是在宇宙初期形成的.

 

 

XMM-牛顿X射线太空望远镜

 

 

 

 

 

德国effelsberg射电望远镜

 

 

 

 

 

  

   斯皮策太空望远镜

  斯皮策太空望远镜

  发射时间:2003年

  主要功能:穿透星际气体和尘埃

  不知你是否有过爬到山顶,结果只看到烟雾缭绕景象的经历。密不透风的星际气体和尘埃给试图了解遥远恒星和星系的天文学家造成了类似问题。发射于2003年的斯皮策太空望远镜(右图)通过收集红外光,为天文学家们解决了这个难题。红外光是与某个热量有关的电磁辐射的无形模式,这种热量是气云所不能阻挡的。通过斯皮策太空望远镜携带的摄像机,天文学家对星系、新形成的行星系及形成恒星的区域(如左侧的W5区域)进行了前所未有的勘测。

   费米伽马射线太空望远镜

  费米伽马射线太空望远镜

  发射时间:2008年

  主要功能:研究黑洞,揭开暗物质神秘面纱

黑洞被称为太空中的旋涡,将一切东西吸引在其周围。但是,当黑洞吞噬恒星时,它们还会以近乎光速的速度向外喷涌释放伽马射线的气体。为何会发生这种情况?2008年7月发射的费米伽马射线太空望远镜可能会揭开这个谜底,这部望远镜的目标是研究高能辐射物,另外还有可能揭开暗物质的神秘面纱,有助于进一步了解宇宙中最极端环境中我们闻所未闻的物质。暗物质是伽马射线爆发的来源。

 

 

 

费米伽马射线太空望远镜     

   

 

 

 

   詹姆斯·韦伯太空望远镜

  詹姆斯·韦伯太空望远镜

  发射时间:2013年

  主要功能:寻找宇宙最早形成的恒星和星系

詹姆斯·韦伯太空望远镜定于2013年发射,将利用其7倍于哈勃太空望远镜的聚光能力对太空展开探索。詹姆斯韦伯太空望远镜被看作是哈勃的“接班人”,庞大的聚光能力将可能令其观测到宇宙最早形成的恒星和星系。詹姆斯·韦伯望远镜的核心部分是18面六边形镜子,它们将统一行动,用以聚焦遥远、年轻宇宙中的物体。最新研究发现可能会提供从恒星、星系、行星形成到太阳系演变等一切事情的线索。

 

 国际上部分著名的单口径射电望远镜

 


 

 

中国著名的望远镜:

 

   LAMOST望远镜


LAMOST望远镜是大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜的简称,即(Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopy Telescope)的缩写。是1997年9月国家计划委员会批准的由中国科学院承担的国家重大科学工程项目,国家投资2.35 亿元。LAMOST项目于2001年9月正式开工,于2008年10月落成。

 


 

LOMAST望远镜

 

 

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)是一架视场为5度横卧于南北方向的中星仪式反射施密特望远镜,它的光学系统包括:5.72 米×4.4米的反射施密特改正镜MA(由24块六角 形平面子镜拼接而成),6.67米×6.05米的球面主镜MB(由37块球面子镜拼接而成) 和焦面三个部分。其中MA在观测天体的过程中随着时间的改变可实时地变化成需要的非球面面形。应用主动光学技术控制反射改正板,使它成为大口径兼大视场光学望远镜的世界之最。由于它的大口径,在曝光1.5小时内可以观测到暗达20.5等的天体。而由于它的大视场,在焦面上可以放置四千根光纤,将遥远天体的光分别传输到多台光谱仪中,同时获得它们的光谱,成为世界上光谱获取率最高的望远镜。它将安放在国家天文台兴隆观测站。项目投资2.35亿元。它将成为我国天文学在大规模光学光谱观测中,在大视场天文学研究上,居于国际领先的地位

丽江高美古2.4米光学望远镜

2.4米天文光学望远镜简介:安装在丽江天文观测站的2.4 米望远镜是由英国TTL(Te1escope Technologies Limited)公司制造的。望远镜主镜由世界著名的肖特公司(SCHOTT)提供。望远镜的净口径为2.4m,具有卡塞格林焦点和耐氏焦点,是一台地平式望远镜。2.4米望远镜的控制系统能够支持远程操作和自动操作,一旦预定好计划,它就会自动执行,这可以大大提高望远镜的工作效率。2.4米望远镜的终端将包括:1.6K*6K的拼接CCD相机;2.中国和丹麦合作的暗弱天体光谱仪照相机,用于恒星物理和宇宙学的研究。
  2.4米天文望远镜是东亚地区最大口径的通用光学天文望远镜之一,由于采用了若干新技术,其综合性能在同级望远镜处于国际中上水平;投入使用后每年能容纳数十项具有先进水平的天体物理课题开展观测和研究工作。该望远镜将加强我国在实测天体物理方面参与国际合作和交流的能力,促进我国天体物理理论和实测研究工作更好地结合并促进我国天文学科人才的培养。

 

2.4米光学望远镜

 

 

 

 

 

FAST 望远镜

500米口径球面射电望远镜(Five hundred meters Aperture Spherical Telescope,简称FAST)是国家科教领导小组审议确定的国家九大科技基础设施之一,拟采用我国科学家独创的设计和我国贵州南部的喀斯特洼地的

独特地形条件,建设一个约30个足球场大的高灵敏度的巨型射电望远镜。FAST建成后将成为世界上最大口径的射电望远镜,FAST与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高约10倍;与排在阿波罗登月之前、被评为人类20世纪十大工程之首的美国Arecibo 300米望远镜相比,其综合性能提高约10倍。作为世界最大的单口径望远镜,FAST将在未来20~30年保持世界一流设备的地位。 

FAST采用独创的设计,球面反射面被照明部分实时拟合成一个瞬时抛物面,500米口径的反射面由约1800个15米的六边形球面单元拼合而成(右图为FAST示意图)。此方案改正了球差,简化了馈源,克服了球反射面线焦造成的窄带效应。利用贵州南部独特的天然喀斯特洼坑可大大降低望远镜工程造价。(左图为FAST台址-贵州省黔南州平塘县大窝凼洼地)

FAST的技术设计方案集成了目前几乎所有可能的先进技术思想,提出了创新性的主动反射面及光机电一体化馈源支撑方案,它将在以下六方面实现科学和技术的重大突破:

* 观测中性氢线及其他厘米波段谱线,开展从宇宙起源到星际物质结构的探讨; 

* 对暗弱脉冲星及其他暗弱射电源的搜索;

* 作为地面及空间甚长基线干涉VLBI的一个巨大单元;

* 高效率开展对地外理性生命的搜索; 

* 为我国自己的深空探测计划提供一个高灵敏度、高分辨率的地面跟踪与遥控基地;

* 发展为新的巨型射电望远镜的模式。

国际上在上述领域中的一些重大发现,曾导致5项诺贝尔奖的产生(近30年来天文学共获7项诺贝尔奖)。

FAST作为一个多学科基础研究平台,有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘,观测暗物质和暗能量,寻找第一代天体。能用一年时间发现约7000颗脉冲星,研究极端状态下的物质结构与物理规律;有希望发现奇异星和夸克星物质;发现中子星——黑洞双星,无需依赖模型精确测定黑洞质量;通过精确测定脉冲星到达时间来检测引力波;作为最大的台站加入国际甚长基线网,为天体超精细结构成像;还可能发现高红移的巨脉泽星系,实现银河系外第一个甲醇超脉泽的观测突破;用于搜寻识别可能的星际通讯信号,寻找地外文明等等。

FAST在国家重大需求方面有重要应用价值。把我国空间测控能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘,将深空通讯数据下行速率提高100倍。脉冲星到达时间测量精度由目前的120纳秒提高至30纳秒,成为国际上最精确的脉冲星计时阵,为自主导航这一前瞻性研究制作脉冲星钟。进行高分辨率微波巡视,以1Hz的分辨率诊断识别微弱的空间讯号,作为被动战略雷达为国家安全服务。作为“子午工程”的非相干散射雷达接收系统,提供高分辨率和高效率的地面观测;跟踪探测日冕物质抛射事件,服务于太空天气预报。

FAST建成后还将作为SKA(1993年由包括中国在内的10国射电天文学家联合倡议、筹划建造接收面积为1平方公里的巨型射电望远镜,耗资约10亿美元)的先导单元,争取说服国际天文界最终将SKA定位于中国。FAST建在贵州,将会对我国西南贫困山区的经济发展和社会繁荣产生不可估量的影响,为国家西部开发战略贡献力量。

国内其他一些著名望远镜

 


 

 

 

(邓改革编辑)


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