遠望鏡的原理是什麼?

李劍

望遠鏡是一種可以透過遙控方式收集電磁波(例如可見光)以協助觀察遠方物體的工具。已知能實用的第一架望遠鏡是在17世紀初期在荷蘭使用玻璃透鏡發明的。這項發明現在被應用在陸地和天文學。

尼斯天文臺的50公分折射望遠鏡

在第一架望遠鏡被製造出來幾十年內,用鏡子收集和聚焦光線的反射望遠鏡就被製造出來。在20世紀,許多新型式的望遠鏡被髮明,包括1930年代的電波望遠鏡和1960年代的紅外線望遠鏡。望遠鏡這個名詞現在是泛指能夠偵測不同區域的電磁頻譜的各種儀器,在某些情況下還包括其他類型的探測儀器。

在折射望遠鏡發明之後不久,將物鏡,也就是收集光的元件,用面鏡來取代透鏡的想法,就開始被研究。在1668年,艾薩克·牛頓製造了第一架實用的反射望遠鏡,現在就以他的名字稱這種望遠鏡為牛頓反射鏡。

位於威爾遜山天文臺的2.54 米的虎克反射望遠鏡

望遠鏡可以依照它們所收集的波長來分類:

1.X射線望遠鏡:使用在波長比紫外線更短的電磁波

2.紫外線望遠鏡:使用於波長比可見光短的電磁波

3.光學望遠鏡:使用在可見光的波長

4.紅外線望遠鏡:使用在比可見光長的電磁波

5.次毫米波望遠鏡:使用在比紅外線更長的電磁波

6.非涅耳成像儀:一種光學透鏡技術

7.X射線光學:某些X射線波長的光學。

望遠鏡也可以依據所在的位置來分類:地面望遠鏡、太空望遠鏡或飛行望遠鏡。它們還能依據使用者是專業天文學家,還是業餘天文學家來分類。擁有一架或多架望遠鏡與其它儀器的永久性房舍或載運工具,稱為天文臺。

在建造中的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡主鏡

工作原理:以最常見的光學望遠鏡為例,主要是收集並聚焦電磁頻譜中可見光部分的光線(雖然有些在紅外線和紫外線的波段工作)光學望遠鏡明顯增加遠處物體的視角大小和視亮度。為了對影像觀察、拍照、研究、併發送至電腦,望遠鏡會採用一個或多個光學曲面的元件來工作。通常由玻璃的透鏡或面鏡收集線或其它電磁波的輻射,將這些光或輻射匯聚到焦點上。


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