正文 第25章 首製反射式望遠鏡(2 / 2)

牛頓現在要做的第一件事就是製造出一架望遠鏡。在鼠疫期間,他對色散的實驗和研究,使他確信找到了老式折射式望遠鏡成像模糊不清的原因,因而他急於要製造一架新式望遠鏡來驗證自己的應用理論的正確性。

牛頓忙著用鑽頭、錘子、圓規、磁鐵、棱鏡和其他材料磨製玻璃透鏡,加工金屬構件。與此同時,牛頓還抽出一些時間,來完成自己的學業。

他曾到倫敦購置了研究光學和製造望遠鏡所急需的一些設備和材料,然後專心致誌地研製反射式望遠鏡。

在牛頓以前,進行天文觀測的儀器是折射式望遠鏡,它最初是由荷蘭的一個名叫利特斯的眼鏡匠所發明的。

當時,人們隻是把它作為一種新奇的玩物,況且它的有效距離也不太遠。到了1609年,伽利略通過改進,做成了折射式望遠鏡,從而運用於天文研究。伽利略的折射式望遠鏡是按照光的折射原理製成的,就是由兩片透鏡和一根長筒組成,靠近物體的透鏡叫作物鏡,而靠近觀測者的叫作目鏡。利特斯的望遠鏡隻能放大3倍,而伽利略的望遠鏡可以放大30倍。

1609年6月,伽利略用自製的望遠鏡,觀測到了月球表麵起伏的山脈和火山口。1610年1月,他又發現了環繞木星的四顆衛星,還有太陽黑子現象。伽利略用他自製的望遠鏡進行了一係列的新發現,這開創了天文觀測的一個嶄新的紀元。伽利略因此而被譽為“天空中的哥倫布”。

後來,開普勒又對伽利略的望遠鏡進行了改進,製成了開普勒望遠鏡,雖然仍是折射式的,但它克服了伽利略望遠鏡的範圍小、不方便觀測等缺點,同時,放大的倍數也顯著提高了。因此,以後天文學觀測多采用開普勒望遠鏡。

折射式望遠鏡,大大推動了天文學的發展進程。但是,隨著觀測精度的不斷提高,折射式望遠鏡也存在著不足,望遠鏡的色差,使觀測的物像很模糊。為了解決這一問題,天文學家做了大量實驗,最終找到了方法:使物鏡和目鏡的距離拉大。雖然解決了一時的問題,可也帶來了許多不便。

到了17世紀中葉,隨著天文事業的不斷發展,需要一種簡便、觀測精確的望遠鏡來代替折射式望遠鏡。

完成這一偉大改進的人就是牛頓。牛頓通過在家鄉的研究,發現了白光的合成性質,同時發現,由於每一條光線的折射率不同,從而形成色散現象。

正是這些發現讓牛頓得出最後的結論:當時所用的折射式望遠鏡的主要缺陷不是由於物鏡的球麵成像差,而是由於物鏡的色像而使得所成物像帶有彩色邊沿。

所以,根據折射原理製作的任何望遠鏡,都無法消除色像差這一毛病,隻有根據新的原理,製造反射式望遠鏡,這一問題才能得到合理的解決。

牛頓就在他那所靠近教堂的寓所底層的小房間裏幹起來了。他自己動手用小小的金屬鏡子來做反射式望遠鏡,他花了很長一段時間來磨光鏡子的凹麵,必須磨得非常光而且還帶有一定的曲度,才能清楚地接受射來的光線並使之聚焦。這種別出心裁的裝置被人們稱之為“牛頓裝置”。

牛頓利用光譜原理,設計製造的望遠鏡就叫作牛頓望遠鏡。這是世界上的第一架反射式望遠鏡。這架望遠鏡很小,隻有6英寸長,直徑1英寸,然而卻能放大40倍,並且是手工製造。

當他第一次在晚上用這架望遠鏡指向星空時,影像清晰明亮,顏色條紋的幹擾完全消除了,也清晰地看到木星和它的4個衛星,找到了金星的位置。他實在是太激動了!