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伽利略望遠鏡
1609年伽利略發(fā)明的望遠鏡
觀測成果
伽利略望遠鏡
1609年的秋天，身兼帕多瓦大學(xué)數(shù)學(xué)、科學(xué)和天文學(xué)教授的伽利略，制作出了一個放大倍數(shù)為32倍的望遠鏡。伽利略將鏡頭首次對準(zhǔn)了月球，這是人類首次對月面進行科學(xué)觀測。
1610年1月7日，伽利略發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，為哥白尼學(xué)說找到了確鑿的證據(jù)，標(biāo)志著哥白尼學(xué)說開始走向勝利。借助于望遠鏡，伽利略還先后發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)、太陽黑子、太陽的自轉(zhuǎn)、金星和水星的盈虧現(xiàn)象、月球的周日和周月天平動，以及銀河是由無數(shù)恒星組成等等。
這些發(fā)現(xiàn)開辟了天文學(xué)的新時代，近代天文學(xué)的大門被打開了。
原理
伽利略望遠鏡原理
光線經(jīng)過物鏡折射所成的實像在目鏡的后方（靠近人目的后方）焦點上，這像對目鏡是一個虛像，因此經(jīng)它折射后成一放大的正立虛像。伽利略望遠鏡的放大率等于物鏡焦距與目鏡焦距的比值。其優(yōu)點是鏡筒短而能成正像，但它的視野比較小。
把兩個放大倍數(shù)不高的伽利略望遠鏡并列一起、中間用一個螺栓鈕可以同時調(diào)節(jié)其清晰程度的裝置，稱為“觀劇鏡”；因攜帶方便，常用以觀看表演等。
伽利略發(fā)明的望遠鏡在人類認識自然的歷史中占有重要地位。它由一個凹透鏡（目鏡）和一個凸透鏡（物鏡）構(gòu)成。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，能直接成正像。
伽利略的折射望遠鏡有一個令人討厭的缺點，就是在明亮物體周圍產(chǎn)生“假色”。“假色”產(chǎn)生的癥結(jié)在于通常所謂的“白光”根本不是白顏色的光，而是由組成彩虹的從紅到紫的所有色光混合而成的。當(dāng)光束進入物鏡并被折射時，各種色光的折射程度不同，因此成像的焦點也不同，模糊就產(chǎn)生了。
歷史
1609年5月，正在威尼斯作學(xué)術(shù)訪問的伽利略偶然間聽到一則消息：荷蘭有人發(fā)明了一種能望見遠景的“幻鏡”，這使他怦然心動，他很快找了個借口匆匆結(jié)束行程，回到大學(xué)，一頭鉆進了實驗室……
不到3個月的時間，這位45歲的教授已經(jīng)仿造出了兩架儀器，更不同尋常的是，他不光是把它們當(dāng)作文人墨客、富商巨賈們尋歡作樂的玩具，只是看看遠山風(fēng)景，而是把它指向了星空！
8月，他首先用它觀察了月球。不想，人們眼中的那個千嬌百媚的銀盤，在他的望遠鏡中卻成了一張千瘡百孔、丑陋不堪的“大麻臉”！于是他把那些四周邊緣高聳突出的圓狀命名為“環(huán)形山”，而管較平坦的暗黑區(qū)域稱之為“海”。
更重要的是，他由此知道，月球并非是上帝創(chuàng)造的尤物，天堂中的東西也不一定是盡善盡美的，他相信月球和地球一樣，是個有著實地的世界，說不定，在那些山洞內(nèi)還可能棲息著神秘的“月球人”呢。
伽利略望遠鏡
為了紀(jì)念伽利略這個發(fā)現(xiàn)，后人還把這4個比較大的木星衛(wèi)星稱為“伽利略衛(wèi)星”。除了木衛(wèi)二略小于月球外，其他3顆都比月亮還大，而木衛(wèi)二則是天文學(xué)家的掌上明珠，因為它上面有著真正的水的海洋，許多跡象表明，木衛(wèi)二上很可能是太陽系中第二個存在生命的星球！所以當(dāng)年野蠻審訊伽利略的教皇后來發(fā)出“只要木星的光芒還在天空中閃耀，人們就不會忘記伽利略”的哀嘆，成了對他最好的評價。
1610年8月，伽利略對金星的興趣大增，因為他在望遠鏡內(nèi)見到了它呈彎月般的形狀，為了探明究竟，做進一步的研究，但他又怕被別人搶先發(fā)表出來，所以他把觀測結(jié)果的那句話，重新排列成一組字謎公開（當(dāng)時這也是一種保護發(fā)明權(quán)的時尚做法）。
“Hace immature a me iam frustra leguntur, O.Y.”直譯的意思是“枉然，這些東西被我今天不成熟地收獲了。”這35個字母的古怪句子究竟意味著什么？伽利略到底“收獲”了什么？局外人是很難從中猜出端倪的。直到當(dāng)年12月，伽利略才公布了他的謎底：
“Cynthiae figures aemulatur mater amorum.”——“愛神的母親仿效狄安娜的位相”。熟悉希臘神話的人都知道，愛神的母親正是維納斯，也就是金星，而狄安娜又正是月神的羅馬名。
此外他還發(fā)現(xiàn)了太陽表面上的黑子，證明太陽本身在自轉(zhuǎn)著……
伽利略使用的這種望遠鏡比較簡單，屬于折射望遠鏡，管子兩端放置兩個透鏡。伽利略在1609年秋天首次使用它來觀測月球，然后觀察木星的衛(wèi)星以及太陽的黑子等。隨后，伽利略將他的發(fā)現(xiàn)寫成24頁的《星座信使》（Sidereus Nuncius），并公之于眾，但當(dāng)時并未被迅速接受，因為當(dāng)時望遠鏡的原理尚未明確，伽利略也無法詳細說明自己的科研成果。一部分學(xué)者和教會人士認為望遠鏡里的景象不過是光影上的幻覺，是望遠鏡的瑕疵造成的。到了1611年，德國天文學(xué)家開普勒出版了《天文光學(xué)》，闡述了望遠鏡的原理，“幻覺說”才漸漸消失。伽利略的發(fā)現(xiàn)也得到了證實。
望遠鏡
伽利略望遠鏡：人類歷史上第一臺天文望遠鏡，由意大利天文學(xué)家、物理學(xué)家伽利略1609年發(fā)明 | 伽利略望遠鏡 |
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參考資料
[1]
伽利略望遠鏡的原理及光路圖 · 物理學(xué)科網(wǎng)[引用日期2017-05-30]
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