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伽利略望遠鏡
1609年伽利略發(fā)明的望遠鏡
觀(guān)測成果
伽利略望遠鏡
1609年的秋天，身兼帕多瓦大學(xué)數學(xué)、科學(xué)和天文學(xué)教授的伽利略，制作出了一個(gè)放大倍數為32倍的望遠鏡。伽利略將鏡頭首次對準了月球，這是人類(lèi)首次對月面進(jìn)行科學(xué)觀(guān)測。
1610年1月7日，伽利略發(fā)現了木星的四顆衛星，為哥白尼學(xué)說(shuō)找到了確鑿的證據，標志著(zhù)哥白尼學(xué)說(shuō)開(kāi)始走向勝利。借助于望遠鏡，伽利略還先后發(fā)現了土星光環(huán)、太陽(yáng)黑子、太陽(yáng)的自轉、金星和水星的盈虧現象、月球的周日和周月天平動(dòng)，以及銀河是由無(wú)數恒星組成等等。
這些發(fā)現開(kāi)辟了天文學(xué)的新時(shí)代，近代天文學(xué)的大門(mén)被打開(kāi)了。
原理
伽利略望遠鏡原理
光線(xiàn)經(jīng)過(guò)物鏡折射所成的實(shí)像在目鏡的后方（靠近人目的后方）焦點(diǎn)上，這像對目鏡是一個(gè)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(diǎn)是鏡筒短而能成正像，但它的視野比較小。
把兩個(gè)放大倍數不高的伽利略望遠鏡并列一起、中間用一個(gè)螺栓鈕可以同時(shí)調節其清晰程度的裝置，稱(chēng)為“觀(guān)劇鏡”；因攜帶方便，常用以觀(guān)看表演等。
伽利略發(fā)明的望遠鏡在人類(lèi)認識自然的歷史中占有重要地位。它由一個(gè)凹透鏡（目鏡）和一個(gè)凸透鏡（物鏡）構成。其優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單，能直接成正像。
伽利略的折射望遠鏡有一個(gè)令人討厭的缺點(diǎn)，就是在明亮物體周?chē)a(chǎn)生“假色”。“假色”產(chǎn)生的癥結在于通常所謂的“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。當光束進(jìn)入物鏡并被折射時(shí)，各種色光的折射程度不同，因此成像的焦點(diǎn)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(fǎng)問(wèn)的伽利略偶然間聽(tīng)到一則消息：荷蘭有人發(fā)明了一種能望見(jiàn)遠景的“幻鏡”，這使他怦然心動(dòng)，他很快找了個(gè)借口匆匆結束行程，回到大學(xué)，一頭鉆進(jìn)了實(shí)驗室……
不到3個(gè)月的時(shí)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，他不光是把它們當作文人墨客、富商巨賈們尋歡作樂(lè )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(guān)察了月球。不想，人們眼中的那個(gè)千嬌百媚的銀盤(pán)，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域稱(chēng)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(gè)有著(zhù)實(shí)地的世界，說(shuō)不定，在那些山洞內還可能棲息著(zhù)神秘的“月球人”呢。
伽利略望遠鏡
為了紀念伽利略這個(gè)發(fā)現，后人還把這4個(gè)比較大的木星衛星稱(chēng)為“伽利略衛星”。除了木衛二略小于月球外，其他3顆都比月亮還大，而木衛二則是天文學(xué)家的掌上明珠，因為它上面有著(zhù)真正的水的海洋，許多跡象表明，木衛二上很可能是太陽(yáng)系中第二個(gè)存在生命的星球！所以當年野蠻審訊伽利略的教皇后來(lái)發(fā)出“只要木星的光芒還在天空中閃耀，人們就不會(huì )忘記伽利略”的哀嘆，成了對他最好的評價(jià)。
1610年8月，伽利略對金星的興趣大增，因為他在望遠鏡內見(jiàn)到了它呈彎月般的形狀，為了探明究竟，做進(jìn)一步的研究，但他又怕被別人搶先發(fā)表出來(lái)，所以他把觀(guān)測結果的那句話(huà)，重新排列成一組字謎公開(kāi)（當時(shí)這也是一種保護發(fā)明權的時(shí)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(gè)字母的古怪句子究竟意味著(zhù)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。直到當年12月，伽利略才公布了他的謎底：
“Cynthiae figures aemulatur mater amorum.”——“愛(ài)神的母親仿效狄安娜的位相”。熟悉希臘神話(huà)的人都知道，愛(ài)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)現了太陽(yáng)表面上的黑子，證明太陽(yáng)本身在自轉著(zhù)……
伽利略使用的這種望遠鏡比較簡(jiǎn)單，屬于折射望遠鏡，管子兩端放置兩個(gè)透鏡。伽利略在1609年秋天首次使用它來(lái)觀(guān)測月球，然后觀(guān)察木星的衛星以及太陽(yáng)的黑子等。隨后，伽利略將他的發(fā)現寫(xiě)成24頁(yè)的《星座信使》（Sidereus Nuncius），并公之于眾，但當時(shí)并未被迅速接受，因為當時(shí)望遠鏡的原理尚未明確，伽利略也無(wú)法詳細說(shuō)明自己的科研成果。一部分學(xué)者和教會(huì )人士認為望遠鏡里的景象不過(guò)是光影上的幻覺(jué)，是望遠鏡的瑕疵造成的。到了1611年，德國天文學(xué)家開(kāi)普勒出版了《天文光學(xué)》，闡述了望遠鏡的原理，“幻覺(jué)說(shuō)”才漸漸消失。伽利略的發(fā)現也得到了證實(shí)。
望遠鏡
伽利略望遠鏡：人類(lèi)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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