自古以來,人們就幻想著長個“千裏眼”,能看清遙遠處的景物。自從望遠鏡問世,千裏眼才由幻想變成現實。
第一架實用的望遠鏡是意大利物理學家伽利略製成的,那是1609年的事。
有一天,伽利略聽到一個傳說:荷蘭有一個眼鏡商叫利波塞,他的兒子漢斯拿著爸爸作坊裏的鏡片玩耍,無意之中,舉起兩個鏡片向前一看,遠處城堡上的大鍾好像跑到了眼前。
利波塞從小漢斯的玩耍中得到了啟發,造出了一種奇妙的“窺管”。窺管樣子像個萬花筒,每頭安著一塊鏡片,便能看到遠處的景物。這種新奇的玩具引起了很多人的興趣,在歐洲傳開來,一直傳到了意大利。
細心的伽利略馬上寫信讓他的學生了解一下。他的學生來信說,他雖然不知道利波塞是怎麼做的,但的確有這種神奇的“萬花筒”,能把遠處的景物“移”近。
伽利略利用暑假專門研究了這個問題。他想,凸透鏡能把光線向裏折,凹透鏡能把光線向外折,把凸透鏡和凹透鏡放在一個適當的距離上會怎樣呢?
伽利略畫了一張圖,分析了這個現象:用凸透鏡當物鏡,凹透鏡當目鏡。從遠景的一端射來的光束,經物鏡折射以後,本來應當會聚在它的焦平麵附近,形成倒立的實像,但是光束沒有會聚成像之前遇到了目鏡,目鏡又把他們變成了發散光束。這些發散光束的反向延長線能構成物體正立的虛像,這個虛像對眼睛的視角要比遠景大,人也就看清了遠景。
伽利略當時已經是比薩大學的著名教授了,他卻親自動手研磨鏡片。他用了整整一個夏天,磨呀磨,把鏡片磨成了他所需要的凸度和凹度。
功夫不負有心人,伽利略先後造出了兩架奇妙的“萬花筒”。第二架的口徑是4.4厘米,把物體移近了30倍。1611年,伽利略為這種儀器起了個響亮的名字--望遠鏡。
伽利略舉起了他的望遠鏡去看月亮,一個奇異的現象進入了他的眼簾:月亮上布滿了山丘和峽穀!他還發現了木星有衛星,金星有盈虧。他的發現轟動了天文學界。
透鏡望遠鏡打開了宇宙的大門。但是,用它看東西,遠處的景物經過折射之後形成的像出現了五彩繽紛的景色。這叫色差。當時,人們隻好把透鏡的焦距加長。18世紀英國出現了長達65米的天文望遠鏡。使用這麼笨重的儀器觀天,有多麼費勁!
著名的物理學家牛頓用了整整10年的時間從事光學研究,發現光線經過折射以後會出現光譜。牛頓便想到利用凸麵鏡反射所成的像來觀測天體。
1671年,牛頓成功地製成了第一架反射望遠鏡,使觀察物放大了40倍。
反射望遠鏡進入了千裏眼的行列以後,顯示了巨大的生命力。許多科學家努力改進反射望遠鏡。像赫歇爾,從1672年起毅然放棄了音樂生涯,投身於磨鏡工作。他以“鐵杵磨成針”的精神磨製了大約400塊反射鏡,其中最大的一塊達122厘米。他用自製的反射望遠鏡先後發現了天王星和眾多的小行星,並且發現了太陽係也在運動,太陽係之外還存在著銀河係。
一些科學家還在研究伽利略的折射望遠鏡。這類望遠鏡在軍事上、生產上、生活中有著廣泛的用途。同時,由於材料工藝的發展和技術的提高,造出的望遠鏡也消除了色差。
折射鏡和反射鏡互相配合使人們看到了遙遠的天體。
近一二十年來,出現了一種多鏡望遠鏡。它由許多架望遠鏡組合在一起,把所得到的天文信息疊起來,利用電子計算機控製各個望遠鏡,把各自的像精確地重合,使人們看到了更遙遠的天體。
80年代末,國際天文學界出現了建造大型望遠鏡計劃熱。在美國,有兩所大學爭著在夏威夷建口徑10米的反射式大望遠鏡;有些人則計劃在亞利桑那州建設口徑各為8米的雙筒望遠鏡;西歐六國要建設8米四連鏡(這個望遠鏡由4個8米反射式望遠鏡組成)……近年來,科學家研製出了發射到太空的望遠鏡--哈勃望遠鏡,它在太空裏為人類觀測各種天體,為我們送來了許多信息。
順便補充一點,也可以用兩片凸透鏡製成望遠鏡。這種望遠鏡是天文學家開普勒發明的,叫開普勒望遠鏡。