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据《科学美国人》网站报道,意大利天文学家、物理学家伽利略16发明了人类历史上第一台天文望远镜。他先观测到了月球的高地和环形山投下的阴影,接着又发现了太阳黑子,此外还发现了木星的4个最大的卫星。自那以后,科学技术已经获得了长足进步,光学技术的腾飞促使科学仪器不断更新。当今最先进的地面望远镜具有庞大的结构,直径达10米的灵活转动镜片。然而,现代高级的天文望远镜都是在前人基础上发展起来的。
伽利略望远镜的原理
物镜是会聚透镜而目镜是发散透镜的望远镜。光线经过物镜折射所成的实像在目镜的后方(靠近人目的后方)焦点上,这像对目镜是一个虚像,因此经它折射后成一放大的正立虚像。伽利略望远镜的放大率等于物镜焦距与目镜焦距的比值。其优点是镜筒短而能成正像,但它的视野比较小。把两个放大倍数不高的伽利略望远镜并列一起、中间用一个螺栓钮可以同时调节其清晰程度的装置,称为“观剧镜”;因携带方便,常用以观看表演等。伽利略发明的望远镜在人类认识自然的历史中占有重要地位。它由一个凹透镜(目镜)和一个凸透镜(物镜)构成。其优点是结构简单,能直接成正像。
你可以用很低的费用制作一架伽利略式望远镜。从文化用品商店买一块直径、焦距大一些的眼镜片作为物镜和一块焦距、直径较小的透镜作为目镜。用胶水和小槽把两块镜片装在硬纸筒内,再做一个简单的台座,于是一架能够看到月亮上的群山、银河中的繁星和木星的卫星的望远镜便制成了。想想看,伽利略就是用这个发现的。但是切记,不要通过望远镜直接观察太阳,以免高温灼伤眼睛!伽利略的折射望远镜有一个令人讨厌的缺点,就是在明亮物体周围产生“假色”。“假色”产生的症结在于通常所谓的“白光”根本不是白颜色的光,而是由组成彩虹的从红到紫的所有色光混合而成的。当光束进入物镜并被折射时,各种色光的折射程度不同,因此成像的焦点也不同,模糊就产生了。
人们总是对不了解的事物充满了好奇,比如遥远天体的真面目究竟是什么样子的。于是,人们幻想有一种千里眼,能看清遥远的东西,16,千里眼终于被发明出来,这就是望远镜。
这一年,在荷兰的一个眼镜作坊里,一名学徒在玩耍,当他用一前一后两块镜片观察物体时,发现远处的物体离自己很近,受此启发他发明了望远镜。他的老板不失时机地将这一发明转化成商品,并把这一发明献给政府。有了这些望远镜的帮助,弱小的荷兰海军打败了强大的西班牙舰队,使荷兰人获得了独立。
伽利略发明望远镜
荷兰人对这个发明采取了严密的封锁,但是有关望远镜的消息还是让伽利略知道了,他立刻意识到这种东西的价值和作用。经过细心研究,伽利略也独立发明出自己的望远镜。当这架天文望远镜缓缓扫过天空时,现代科学的帷幕缓缓拉开,有关天文学最基本的事实一个个被发现出来。人们说;“哥伦布发现新大陆,伽利略发现新宇宙。”
伽利略的望远镜十分简单,它有两个镜片组成,前面的叫物镜,是一个边缘薄中间厚的透镜。具有放大功能。后面的叫目镜,镜片的中间薄周边厚,具有缩小功能。这样两个镜片配合一个圆筒组合在一起,就是一架最简单的望远镜。伽利略用它发现了木星的周围总是有四颗小星陪伴在左右,这就是木星的四颗卫星,又叫做伽利略卫星;他还发现土星好像长着一对大耳朵,那是土星的光环;他还仔细观察了月球的环形山。由于有了望远镜,人们终于知道,天上的银河原来是由无数的星星组成。这些新发现,成为哥白尼日心说的有力证据。
他先观测到了月球的高地和环形山投下的阴影,接着又发现了太阳黑子,此外还发现了木星的4个最大的卫星。自那以后,科学技术已经获得了长足进步,光学技术的.腾飞促使科学仪器不断更新。当今最先进的地面望远镜具有庞大的结构,直径达10米的灵活转动镜片。然而,现代高级的天文望远镜都是在前人基础上发展起来的。
16的秋天,身兼帕多瓦大学数学、科学和天文学教授的伽利略,制作出了一个放大倍数为32倍的望远镜。伽利略将镜头首次对准了月球,这是人类首次对月面进行科学观测。
161月7日,伽利略发现了木星的四颗卫星,为哥白尼学说找到了确凿的证据,标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜,伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动,以及银河是由无数恒星组成等等。
望远镜是一种利用透镜或反射镜以及其他光学器件观测遥远物体的光学仪器。利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜而被看到。又称“千里镜”。
开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观察物体的.凸透镜叫做物镜。我们能不能看清一个物体,它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小,但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视角就可以变得很大。
因为望远镜的目镜相当于一个放大镜,成正立放大的虚像,故光线进入物镜后从一倍焦距内传播进入目镜。望远镜的物镜相当于一个照相机,成倒立缩小的实像,因为进入光源的光线进入物镜后拉近了距离,使视角变大,所以成放大的像。
地动仪是中国东汉科学家张衡创造的传世杰作。张衡所处的东汉时代,地震比较频繁。张衡对地震有不少亲身体验,为了掌握全国地震动态,他经过长年研究,终于在阳嘉元年(公元132年)发明了候风地动仪,这也是世界上的第一架地动仪。但由于历史久远张衡地动仪已经失传,只留下一百多字的文字记载。
张衡为中国天文学、机械技术、地震学的发展作出了杰出的贡献,发明了浑天仪、地动仪,是东汉中期浑天说的代表人物之一。被后人誉为“木圣”(科圣),由于他的贡献突出,联合国天文组织将月球背面的'一个环形山命名为“张衡环形山”,太阳系中的1802号小行星命名为“张衡星”。
据《后汉书·张衡传》记载:地动仪用精铜铸成,圆径八尺,顶盖突起,形如酒樽,用篆文山龟鸟兽的形象装饰。中有大柱,傍行八道,安关闭发动之机。它有八个方位,每个方位上均有一条口含铜珠的龙,在每条龙的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生,该方向龙口所含铜珠即落人蟾蜍口中,由此便可测出发生地震的方向。
望远镜发明前的天文学
9月25日,世界最大的天文望远镜——500米口径球面射电望远镜(英文简称FAST)在贵州省平塘县克度镇大窝凼村正式落成启用。这只“天眼”是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜,将主要用于实现巡视宇宙中的中性氢、观测脉冲星等科学目标和空间飞行器测量与通信等应用目标。
望远镜的发明为我们掀开了洞察宇宙大舞台的幕布。但望远镜出现之前,祖先们凭借着肉眼和丰富的想象力进行的思索,总让我们心生敬畏。
发源于古希腊
如果说今天的科学乃至天文学,区别于其他文化,这些差别就发源于古希腊。天文学提供给我们的不仅是数据、方法、技术,更是一种思维路径,一种讲人与世界相互连接的总习惯。这个地中海边的古老民族,最伟大之处在于,他们异想天开地发明了一个概念,这个概念在其后的几千年的人类历史上,从未在别的民族的文化中出现过。这个概念就是“自然”。
中国古代也提出了自然的概念,道家说“人法地,地法天,天法道,道法自然”,但这里的自然指的是包括动物、植物、大气、水、土地在内的一个生态系统,俗称大自然。而古希腊人提出的自然概念,其深层次的内涵,指的是抽象的事物本质。古希腊人认为事物内部隐含着的仍诘谋局试因才是自然,抽象的、脱离事物本来面容的特质才是自然。通俗地说,古希腊人心中的自然就是本质,古希腊语言中这个词与后来的“物理学”是一回事。
后来,古希腊人谈论的知识内容逐渐地固定下来,系统化地发展成七门基本学科:文法、修辞、逻辑、算术、几何、天文、音乐。
古希腊先后诞生了多个著名的学派。毕达哥拉斯学派,最早认识到地球是圆的。柏拉图学派,提倡讨论要从实际问题出发,坚持用数理逻辑指导精神世界。柏拉图学派集大成地提出了天文学的统一观念:我们生活在地球上,地球之外,笼罩着一个天球,地球位于中心。更多的细节和修饰都围绕着地球和天球展开,这就是著名的“两球模型”。
没过多久,细心的人们发现了这个体系的害群之马。第一,有几颗行星总不按照规律运动,时不时地会停着不动甚至逆行几天。第二,四季的分布并不均匀。要解释这些问题,无非两种选择。要么,放弃天界完美的信仰,接受上述的不完美;要么,坚持天界完美永恒不变,但必须给出充分的解释。古希腊人选择了后者,这项工作并不容易,从古希腊人开始,延绵一千多年的这项天文学史上最重大的工作,史称“拯救现象”。
古希腊晚期的天文学集大成者托勒密,在拯救现象的工作上成果显著。托勒密将自己的工作加上他对前人工作的总结,写成了巨著《天文学大成》。他的成就千年来都没人能突破。托勒密创造性提出“本轮+均轮”的办法解决了拯救现象的大课题。火星并不是直接围绕地球转的。火星围绕一个中心转,这个中心再围绕着地球转。火星自己围绕中心旋转的小球就是本轮,整个本轮带着火星一起围绕地球运动的天球就是均轮。其他行星类似,通过增加本轮,可以获得与实际观测完全一致的水晶球模型。这一切都依赖托勒密高深的数学技巧和惊人的想象力。一整套宇宙体系就此诞生,而且经得起观测的检验。
古希腊天文学,与其他学科一道,成为今天科学的奠基石。它们或许有着不成熟的思维模式,却造就了今日科学的内在性格。将科学视作对本质规律的探寻,视作个人之外的存在,视作高尚的情怀。
阿拉伯的翻译家
可惜的是,古希腊灭亡后,其灿烂文化没有得到应有的`保护和继承。继承了那片土地的罗马人对这些形而上的内容兴趣不大,在基督教兴起的初期,残存的古希腊文明的火种更是遭受了沉重打击,古希腊的知识和精神在欧洲渐渐消亡。这片土地的继承者,没有成为它文明的继承者。
真正的继承者,恰恰是和后世的欧洲敌对着的阿拉伯民族。阿拉伯民族对天文学知识的兴趣远远超过了中世纪早期的欧洲。阿拉伯在统治者哈里发的授意和资助下,建立起了可以跟古希腊的亚历山大图书馆媲美的智慧宫。智慧宫早期位于叙利亚,后来移师巴格达,成为阿拉伯世界的知识中心,在很长一段时间里,也是世界的知识中心。智慧宫下设翻译局、科学院、图书馆,科学院下设天文台。
哈里发马蒙曾经发布圣谕鼓励人们将其他地方的书籍带回阿拉伯来,凡是哈里发过去不曾有过的书,都可以换取同等重量的黄金作为奖励。简单的举措,包容的学术空气,让阿拉伯帝国很快就成了世界文明的中心,巴格达聚集了各种古籍、学者、财富,大量的古希腊珍本保管于智慧宫,大量古希腊的智慧被翻译成阿拉伯语流传下来。
位于今天乌兹别克斯坦的撒马尔罕天文台建成了40米的六分仪,成为世界之最。比鲁尼对月球运动的研究,伊本·沙提尔对水星轨道的推论,都使阿拉伯成为当时天文学的研究中心,不停地发布着最佳的成果。其中图西发现的多个圆运动的叠加可以成为直线运动,极大地刺激了后世的“拯救现象”课题的推进。
阿拉伯人出于信仰的需要,专门研制了方便旅行者携带和使用的速查星表,可以让外出的人很容易地知道自己所处的位置和需要朝拜的方向、时间。对代数学、平面三角学、球面几何学的掌握,对定时和定位技术的精益求精,发展了这一时期的天文学,这些对细节的追求和不厌其烦地实验的精神,成为后来的实验天体物理学的古代奠基。
欧洲的曙光
阿拉伯世界与中世纪的欧洲,有两处陆地上的衔接。东边是持续围困后终于在1453年易主的拜占庭。西边是对西班牙的拉锯一样的争夺。大部分珍贵的古希腊文献,通过拜占庭进入阿拉伯腹地,一直传达到伊比利亚半岛,越来越多的西班牙人注意到阿拉伯人携带的书本中的智慧。
西班牙中部的古城托莱多光复之后,西班牙人迅速组织了对一大批阿拉伯语文献的翻译工作,这一次,是从阿拉伯语翻译为拉丁语,其中包括著名的《阿方索星表》。托莱多翻译学院就设在托莱多大教堂里。
得到了来自阿拉伯的新近翻译为拉丁语的学术著作,欧洲人很兴奋。其中有大量亚里士多德和柏拉图等人的古希腊学说,也有阿拉伯学者的独创性研究。阿拉伯人早早地就引进了印度人和中国人发明的数字表达法,命名为阿拉伯数字。而这个时候的欧洲还在使用罗马数字来计数和运算。罗马数字用于复杂的科学计算是灾难性的,其复杂程度会让熟练的学者望而生畏,而且极容易出错。暂时没有引入阿拉伯数字的欧洲,对着新翻译来的著作,犹如童子见真经,似乎认识,又似乎不认识,似乎看得懂,又似乎看不懂。
望远镜成像原理是:物镜的作用是得到远处物体的实像,由于物体离物镜非常远,所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束,这样的光线经过物镜汇聚后,就在物镜焦点外,离焦点很近的地方,形成了一个倒立的、缩小的实像。显微镜成像原理是:细微物体在物镜焦距之外十分靠近物镜焦点的位置,生成一个倒立的.、放大的实像。
望远镜的作用
1、放大远处物体的张角,使人眼能看清角距更小的细节。
2、把物镜收集到的比瞳孔直径(最大8毫米)粗得多的光束,送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。
望远镜的原理
望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器,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。所以,望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。它是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行射出的光学系统。
★ 望远镜的样子作文