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光學(xué)望遠鏡
用于天體測量的望遠鏡
光學(xué)望遠鏡，是用于收集可見(jiàn)光的一種望遠鏡。
基本信息
| 中文名 | 光學(xué)望遠鏡 |
| 電子產(chǎn)品類(lèi)別 | 反射 |
| 用途 | 天體測量 |
| 著(zhù)名型號 | 胡克望遠鏡 |
儀器簡(jiǎn)介
光學(xué)望遠鏡，使用人眼可見(jiàn)光形成恒星和星系的像的望遠鏡，是用于收集可見(jiàn)光的一種望遠鏡，并且經(jīng)由聚焦光線(xiàn)，可以直接放大影像、進(jìn)行目視觀(guān)測或者攝影等等，特別是指用于觀(guān)察夜空，固定在架臺上的單筒望遠鏡，也包括手持的雙筒鏡和其他用途的望遠鏡。
種類(lèi)與用途
光學(xué)望遠鏡
而施密特望遠鏡更拍攝到許多深遠微暗的天體照片，讓天文學(xué)家能按圖索驥地去研究探索數10億光年之遙的宇宙深處。所以20世紀是反射式望遠鏡與施密特望遠鏡的時(shí)代，而21世紀更將是無(wú)線(xiàn)電電波望遠鏡的時(shí)代。
20世紀統一天文學(xué)語(yǔ)言的施密特望遠鏡，這是澳洲的UKST。
著(zhù)名型號
胡克望遠鏡
光學(xué)望遠鏡
凱克望遠鏡
凱克望遠鏡
超大望遠鏡
1999年，歐洲南方天文臺在智利建造了超大望遠鏡。它是由4臺8米直徑望遠鏡組成的一臺等效直徑達到16米的光學(xué)望遠鏡。這4臺望遠鏡可以組成一個(gè)干涉陣，做兩兩干涉觀(guān)測，也可以單獨使用每一臺望遠鏡。它可以在不同波段觀(guān)測超新星等遙遠天體。
昴星團望遠鏡
日本的昴星團望遠鏡是目前世界上最大直徑的單面反射鏡，其直徑達8.3米。坐落在夏威夷莫納克亞山上，建造完成于1999年。據稱(chēng)，僅僅是拋光其超大鏡面就花去了7年時(shí)間。昴星團望遠鏡使用了主動(dòng)光學(xué)和自適應光學(xué)技術(shù)，支持鏡面的是261個(gè)機械手指，它們可以不斷調整鏡面的形狀以獲得最佳成像。
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工作原理
設計圖中最基本的元素是收集光線(xiàn)的物鏡（透鏡（1）或凹面鏡）、在一段距離外的物體（4）在焦平面上形成一個(gè)實(shí)像（5）。這個(gè)影像可以被記錄或經(jīng)過(guò)作用如同放大鏡的目鏡（2），讓眼睛（3）可以看見(jiàn)遠處被放大的虛像（6）。
光學(xué)望遠鏡
使用兩個(gè)凸透鏡成像的望遠鏡產(chǎn)生的影像是倒置的，觀(guān)賞地面景物的望遠鏡和雙筒望遠鏡使用棱鏡（一般為普羅棱鏡）或是在物鏡和目鏡之間再安裝一個(gè)或更多的透鏡將影像轉正，這樣就能看見(jiàn)正立像。
許多形式的望遠鏡會(huì )使用次鏡（副鏡）甚至第三個(gè)鏡片來(lái)折疊光路，這些也許是光學(xué)設計的整體部分（卡塞格林反射鏡和其他類(lèi)似），但也有望遠鏡以更簡(jiǎn)潔的方法和在更方便的位置上安置目鏡或探測器使用。在大型望遠鏡上，這些附加的鏡片通常是為了提供更大的視野或是改善影像的品質(zhì)。
角分辨率
實(shí)際上，口徑越大，角分辨率就越好。此處要特別強調的是，角分辨率不是為望遠鏡的最大放大率（或倍率）所提供的，經(jīng)銷(xiāo)商所提供的最大倍數是望遠鏡倍率的上限值，由于超越了物鏡能力范圍的最大倍率與角分辨率，不能把影像變得更清楚，通常得到的影像品質(zhì)也是最差的。
對大型的固定地基望遠鏡，角分辨率的極限是由視象度決定，現今發(fā)展之望遠鏡安置在大氣層之上，來(lái)消除空氣對影像擾動(dòng)影響角分辨率，也就是太空望遠鏡、氣球望遠鏡和安裝在飛機上的望遠鏡（古柏機載天文臺、同溫層紅外線(xiàn)天文臺（SOFIA）或將地基望遠鏡加裝調適光學(xué)和斑點(diǎn)成像。）
焦長(cháng)和焦比
集光力
一架望遠鏡的集光力直接與物鏡（透鏡或鏡片）的直徑（即口徑）有關(guān)。要注意圓面積與半徑的平方成正比，因此當望遠鏡的鏡片直徑增加三倍時(shí)，集光力會(huì )增加九倍，口徑越大收集的光線(xiàn)越多；另外靈敏度高的影像設備（如CCD）能在較少的光量下獲得比較好的影像品質(zhì)。
研究用
幾乎所有用于研究的大型天文望遠鏡都是反射鏡，其原因是：
?在采用透鏡之下，必須整塊鏡片材料皆為沒(méi)有缺點(diǎn)和均勻而沒(méi)有多相性，而反射鏡只需要將一個(gè)表面完美的磨光，磨制相對簡(jiǎn)易。
?除真空環(huán)境下，不同顏色的光在穿透介質(zhì)時(shí)會(huì )有不同的播速度，這會(huì )造成折射鏡特有的色差。
?大口徑透鏡在制造和操作上都有技術(shù)上的困難。其一是所有的材料都會(huì )因為重力而下垂，觀(guān)測舉得最高而且也是相對較重的透鏡只能在鏡片周?chē)右灾危硪环矫妫骁R除了反射面以外，可以在反射面的背面和其他的側邊進(jìn)行支撐。
光學(xué)望遠鏡大小在20世紀穩定的增加，在1910至1940年增加一倍，在1940至1990年又增加一倍。現在最大的望遠鏡是11公尺的SALT和Hobby-Eberly望遠鏡，以及10.4公尺的 Gran Telescopio Canarias。
在1980年代，在技術(shù)上作出改進(jìn)的新一代望遠鏡有了長(cháng)足的進(jìn)步，這些進(jìn)步包括多鏡片望遠鏡，可以控制鏡片的個(gè)人電腦，另一個(gè)主要的進(jìn)展是旋轉的熔爐，可以用離心力讓望遠鏡的鏡片在融爐中就接近要磨制的形狀（曲率半徑）。
其他形式
?雙筒望遠鏡是將兩架單筒望遠鏡肩并肩的組合在一起，而能同時(shí)使用的望遠鏡。這種望遠鏡最主要的實(shí)用優(yōu)點(diǎn)不是放大，而是在黎明或薄暮時(shí)有明亮的視場(chǎng)。與指南針結合在一起的單筒或雙筒望遠鏡，在軍隊的炮兵單位和船艦會(huì )用于三角測量與地形（海岸）特征的導航上。手持的望遠鏡不會(huì )受到手震影響的極限是七倍，因此要有明亮的視場(chǎng)和最佳倍數的雙筒望遠鏡是7×50的規格。
由于雙筒望遠鏡有視場(chǎng)較廣，較明亮且容易操作、較專(zhuān)業(yè)望遠鏡便宜等原因，成為天文愛(ài)好者平時(shí)學(xué)習觀(guān)測的常用器材，而較大口徑的雙筒望遠鏡更成為了一些天文愛(ài)好者成功尋得新彗星的重要器材；另外亦有天文愛(ài)好者嘗試把兩具同一口徑的反射望遠鏡組裝成雙筒望遠鏡。
自主研發(fā)
完全由中國自主發(fā)明的新型大視場(chǎng)望遠鏡———大天區面積光纖光譜天文望遠鏡（LAMOST）在位于河北省興隆縣的國家天文臺興隆觀(guān)測基地落成。這標志著(zhù)中國第一次在望遠鏡類(lèi)型上占有一席之地。
在技術(shù)上，LAMOST在其反射施密特改正鏡上同時(shí)采用了薄鏡面主動(dòng)光學(xué)和拼接鏡面主動(dòng)光學(xué)技術(shù)，突破了世界上光學(xué)望遠鏡大視場(chǎng)不能同時(shí)兼備大口徑的瓶頸，使中國主動(dòng)光學(xué)技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位。它采用的并行可控式光纖定位技術(shù)解決了同時(shí)精確定位4000個(gè)觀(guān)測目標的難題，是一項國際領(lǐng)先的技術(shù)創(chuàng )新。
該望遠鏡的各項指標均已達到甚至超過(guò)設計要求，在調試過(guò)程中單次觀(guān)測可同時(shí)獲得3000多條天體光譜的能力，已成為中國最大的光學(xué)望遠鏡、世界上最大口徑的大視場(chǎng)望遠鏡，也是世界上光譜獲取率最高的望遠鏡。大量天體光學(xué)光譜的獲取是大視場(chǎng)、大樣本天文學(xué)研究的關(guān)鍵。但迄今由成像巡天記錄下來(lái)的數以百億計的各類(lèi)天體中，只有約萬(wàn)分之一進(jìn)行過(guò)光譜觀(guān)測。LAMOST將突破天文研究中光譜觀(guān)測的這一瓶頸，對上千萬(wàn)個(gè)星系、類(lèi)星體等河外天體的光譜巡天，將在河外天體物理和宇宙學(xué)研究以及河內天體物理和銀河系研究上作出重大貢獻。中科院常務(wù)副院長(cháng)、LAMOST工程項目領(lǐng)導小組負責人白春禮在的落成典禮上說(shuō)，LAMOST的建成和投入觀(guān)測，將使中國具備世界領(lǐng)先的主動(dòng)光學(xué)技術(shù)和多目標光譜觀(guān)測能力；將為中國天文學(xué)研究增添高水平的觀(guān)測設施和平臺；將為中國在宇宙大尺度結構、銀河系結構、暗能量等相關(guān)領(lǐng)域的研究提供必要的條件和技術(shù)支撐。
技術(shù)突破
LAMOST中最具創(chuàng )新的部分是24塊對角線(xiàn)1.1米的六角形平面子鏡拼接成的反射施密特改正鏡，觀(guān)測過(guò)程中通過(guò)計算機控制這些子鏡面形，使其實(shí)時(shí)變形成一系列不同的高精度的非球面，從而實(shí)現傳統光學(xué)無(wú)法實(shí)現的這種世界上獨一無(wú)二的大視場(chǎng)（廣角）兼備大口徑的主動(dòng)反射施密特光學(xué)系統，以便精確地獲取大量的天體光譜信息。我們在一塊大反射鏡上同時(shí)采用了薄鏡面主動(dòng)光學(xué)和拼接鏡面主動(dòng)光學(xué)技術(shù)，這不僅是在國際上將主動(dòng)光學(xué)技術(shù)推進(jìn)到新的前沿，也是在國際上發(fā)展出了第三種新類(lèi)型的主動(dòng)光學(xué)。我們還采用了并行可控式光纖定位技術(shù)解決了同時(shí)精確定位4000個(gè)觀(guān)測目標的難題，遠超過(guò)目前國際上最多同時(shí)定位600多根光纖。這都是國際領(lǐng)先的技術(shù)創(chuàng )新。
由中國科學(xué)家創(chuàng )造性設計和建造的這座望遠鏡，在口徑、視場(chǎng)和光纖數目三者的結合上，超過(guò)了此前雄居世界第一的大視場(chǎng)巡天儀器——美國斯隆數字巡天望遠鏡，也一舉超過(guò)了所有國際上已完成或正在進(jìn)行的大視場(chǎng)多天體光纖光譜巡天計劃，成為當今世界上獲取天體光譜能力最強大的天文觀(guān)測設備。
落成選址
美加兩國科學(xué)家7月21日宣布，建成后將成為世界最大光學(xué)望遠鏡的30m口徑望遠鏡（TMT）確定在夏威夷的莫納克亞山山頂建造。TMT將由美國加州理工學(xué)院、加州大學(xué)和加拿大大學(xué)天文學(xué)研究協(xié)會(huì )組成的聯(lián)盟聯(lián)合建造，預計2011年動(dòng)工。TMT預計耗資10億美元．聯(lián)盟目前已收到的資助和承諾的資助共3億美元．還不到計劃中的1/3。聯(lián)盟希望美國政府、私人基金會(huì )和國外合作伙伴能夠補足剩余的資金。
參考資料
[1]
光學(xué)望遠鏡圖書(shū)章節 · 超星發(fā)現[引用日期2016-12-08]
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作者
