望遠鏡技術年表
西元前[編輯]
- 西元前2560年–860年：埃及的工匠拋光水晶、半寶石和晚期用玻璃為木乃伊和雕塑製作惟妙惟肖的眼睛。似乎意圖產生一種幻覺[1][2][3]。
- 西元前470年–390年：中國的哲學家墨子寫出使用凹面鏡可以聚集陽光[來源請求]。
- 西元前424 年：阿里斯托芬透鏡是裝滿水的玻璃球 (塞尼加說：不論多小或多暗的字都可以用它來閱讀。) [4]。
- 西元前3世紀：歐基里德是第一位寫下光線的直線傳播、折射、反射和註解。[5]。
第一千禧年[編輯]
第二千禧年[編輯]
13世紀[編輯]
- 西元1230年–1235年：羅伯特·格羅斯泰斯特描述光的應用：在他的著作De Iride提到， "...將小物體放在一個距離上會出現我們所期望的任何大小，在這個令人難以置信的距離上有可能閱讀最小的字母..." ("Haec namque pars Perspectivae perfecte cognita ostendit nobis modum, quo res longissime distantes faciamus apparere propinquissime positas et quo res magnas propinquas faciamus apparere brevissimas et quo res longe positas parvas faciamus apparere quantum volumus magnas, ita ut possible sit nobis ex incredibili distantia litteras minimas legere, aut arenam, aut granum, aut gramina, aut quaevis minuta numerare.")[10]
- 西元1266 — 羅吉爾·培根在他的論文Opus Majus中提到透明物件有放大的功能。
- 大約西元1270年：Witelo撰寫的伊比利亞 — "光學"收錄了許多Kitab al-Manazir的內容[11]。
- 西元1285年–1300年：眼鏡被發明[12]。
16世紀[編輯]
- 西元1520年–1559年：英國數學家和測量員 萊昂納德·迪吉斯可能發明了折射和反射望遠鏡 [13][14]。
- 西元1570年代：土耳其的天文學家和工程師Taqi al-Din似乎在他的著作瞳孔的視覺之光和景觀真實之光敘述瞭望遠鏡的基本原理。他還說在較早的論文中以解釋的方式，說明這種儀器的製造和使用，這表明他在1574年這段時間之前就發明了[來源請求]。
- 西元1586年：早在1586年之前，詹巴蒂斯塔·德拉·波爾塔他在一封信中的一段敘述似乎是在描述望遠鏡，他在信中寫道：,"...眼鏡可以辨識出數里外的人"[15]。德拉·波爾塔稍後告訴伽利略，當時他認為望遠鏡的想法並不重要[16]。
17世紀[編輯]
- 西元1609年：伽利略改良立浦喜的版本製做出自己的望遠鏡，最初他稱之為perspicillum，然後以拉丁文稱之為telescopium，義大利文稱為telescopio (均為望遠鏡之意)。使用一個凸透鏡和凹透鏡組合的望遠鏡常常被稱為伽利略鏡。
- 1611 — 克卜勒描述光學鏡片 (參見他的書籍：Astronomiae Pars Optica and Dioptrice)，包括一種新式的由二個凸透鏡構成的天文望遠鏡 (克卜勒式望遠鏡)。
- 1616年：尼科洛·從實驗用青銅製造凹面鏡，企圖製造反射望遠鏡。
- 1630年：克里斯托夫·沙依納製造克卜勒設計的望遠鏡。
- 1650年：克里斯蒂安·惠更斯做出他設計的複合目鏡。
- 1663年：蘇格蘭的數學家詹姆斯·葛利格里設計出主鏡為拋物面，副鏡為橢球面的反射望遠鏡。但是當時的技術無法製造，直到10年後才由羅伯特·胡克製造出模型。這種設計被稱為格里鏡。
- 1668年：— 艾薩克·牛頓製造出第一架主鏡是球面鏡，副鏡是平面直角鏡的反射望遠鏡。這種設計被稱為牛頓望遠鏡。
- 1672年：洛冉·卡塞格林，製造出主鏡為拋物面，副鏡為雙曲面的反射望遠鏡。這種設計被稱為卡塞格林鏡，迄2006年仍有天文台使用這種望遠鏡。
- 1674年：羅伯特·胡克依據葛利格里的設計製造出反射望遠鏡。
- 1684年：克里斯蒂安·惠更斯發表他的"Astroscopia Compendiaria"，在其中他描述了非常長的架空望遠鏡。
18世紀[編輯]
- 1720年：約翰·哈德利發展出一種方法可以將非球面形結構的球面鏡至造成非常精確的拋物面鏡，可以製造更好的葛利格里望遠鏡[17][18]。
- 1721年：約翰·哈德利的實驗忽視牛頓設計的望遠鏡，在皇家學會展示6英吋的拋物面鏡 [19]。
- 1730年代：詹姆斯·秀特成功的製造出一架葛利格里設計的規格，真正由拋物面主鏡和橢球面副鏡組合的反射望遠鏡[18]
- 1733年：切斯特·穆爾·霍爾發明消色差透鏡。
- 1758年：約翰·杜蘭再發明和獲得消色差透鏡的專利權。
- 1783年：傑西·冉士登發明了以他的名字命名的冉士登目鏡。
19世紀[編輯]
- 1849年：卡爾·克耳納設計和製造出第一個消色差目鏡，發表在他的論文"Das orthoskopische Ocular"中。
- 1857年：萊昂·傅科介紹銀沉積的過程，可以在望遠鏡的玻璃上形成銀的沉積層，提高望遠鏡的反射率。
- 1860年：喬治·西蒙·普羅索生產以他的名字為名的普羅索目鏡。
- 1880年：恩斯特·阿貝設計出第一個無畸變目鏡 (不管如何說，克耳納的只是消色差，而沒有消除畸變)。
- 1897年：葉凱士天文台建造實際上最大的40英吋 (101.6公分) 折射望遠鏡。
- 1900年：世界最大的折射望遠鏡，1900年巴黎博覽會大望遠鏡，口徑為49.2英吋 (1.25公尺) 在1900年世界博覽會暫時展出。
20世紀[編輯]
- 1910年代：喬治·威利斯·里奇和亨利·克萊琴共同發明里奇-克萊琴望遠鏡。如果不是最多的大望遠鏡，也是最多人使用的。
- 1930年：伯恩哈德·施密特發明施密特攝星儀[20]。
- 1932年：約翰·多諾萬·斯特朗第一次使用真空蒸鍍鋁塗層面鏡的望遠鏡，鍍鋁的面鏡可以持續更久與更耐用[21]
- 1944年：蘇聯光學家德密特利·馬克蘇托夫發明馬克蘇托夫望遠鏡。
- 1967年：第一架微中子望遠鏡在非洲啟用。
- 1970年：第一個太空天文台，烏呼魯衛星，發射，也是第一個X射線望遠鏡。
- 1975年：BTA-6是第一個使用經緯儀架台的主要望遠鏡，他的機械較為簡單，但是需要電腦操作才能精確的指向目標。
- 1990年：2.4米的哈伯太空望遠鏡升空，但是發現主鏡有缺陷。
21世紀[編輯]
- 2008年：Max Tegmark和Matias Zaldarriaga 創造快傅立葉轉換望遠鏡。
- 2014年：詹姆斯·韋伯望遠鏡將由NASA發射升空[22]。
望遠鏡
望遠鏡是一種通過收集電磁波（例如可見光）以協助觀測遠方物體的工具，已知的第一架實用的望遠鏡是在17世紀初期在荷蘭使用玻璃鏡片發明的。 他們的發現可以應用在陸地和天文學。
在短短的幾十年，使用面鏡的反射望遠鏡也被發明了。在20世紀，許多信類型的望遠鏡，包括1930年代的電波望遠鏡，1960年代的紅外線望遠鏡。現在，望遠鏡這個名詞指的是在廣泛的區域，檢測不同電磁波譜的儀器，在某些情況下也包括其他類型的檢測儀器。
英文的"telescope"（來自希臘的τῆλε，tele"far"和 σκοπεῖν，skopein "to look or see"；τηλεσκόπος，teleskopos "far-seeing"）。這個字是希臘數學家Giovanni Demisiani在1611年於伽利略在Accademia dei Lincei的一場餐會中，推銷他的儀器時提出的[1][2][3]。在星際信使這本書中，伽利略使用的字是"perspicillum"。
簡史[編輯]
望遠鏡的最早紀錄是1608年在荷蘭出現了折射望遠鏡。它的發展要歸功於三個人：漢斯·利普西（Hans Lippershey）、米爾德堡的眼鏡製造商撒迦利亞·詹森（Zacharias Janssen）和阿爾克馬爾的Jacob Metius[4]。伽利略在1609年6月聽說荷蘭的望遠鏡，就在一個月內製造出自己的望遠鏡[5]，並在第二年在設計上做了大幅的改善。
在折射望遠鏡發明之後不久，將物鏡，也就是收集光的元件，用面鏡來取代透鏡的想法，就開始被研究[6]。使用拋物面鏡的潛在優點 －減少球面像差和無色差，導致許多種設計和製造反射望遠鏡的嘗試[7]。在1668年，艾薩克·牛頓製造了第一架實用的反射望遠鏡，現在就以他的名字稱這種望遠鏡為牛頓反射鏡。
在1733年發明的消色差透鏡糾正了存在於單一透鏡的部分色差，並且使折射鏡的結構變得較短，但功能更為強大。儘管反射望遠鏡不存在折射望遠鏡的色差問題，但是金屬鏡快速變得昏暗的鏽蝕問題，使得反射鏡的發展在18世紀和19世紀初期受到很大的限制 －在1857年發展出在玻璃上鍍銀的技術，才解決了這個困境[8]，進而在1932年發展出鍍鋁的技術[9]。受限於材料，折射望遠鏡的極限大約是一公尺（40英吋），因此自20世紀以來的大型望遠鏡全部都是反射望遠鏡。目前，最大的反射望遠鏡已經超過10公尺（33英尺），正在建造和設計的有30-40公尺。
20世紀也在更關廣的頻率，從電波到伽瑪射線都在發展。在1937年建造了第一架電波望遠鏡，自此之後，已經開發出了各種巨大和複雜的天文儀器。
分類[編輯]
望遠鏡可以依據檢測光的波長來分類：被稱為"望遠鏡"的儀器涵蓋很廣的範圍，大多數都是檢測電磁輻射。不過，對天文學家而言，主要的區別是必須收集的光（電磁輻射）的頻率波段不同。
- 伽瑪射線望遠鏡：使用比X射線更短的波長。
- X射線望遠鏡：使用比紫外線更短的波長。
- 紫外線望遠鏡：使用比可見光短的波長。
- 光學望遠鏡：使用可見光。
- 紅外線望遠鏡：使用比可見光長的波長。
- 次豪米波望遠鏡：使用比紅外線長的波長。
- 電波望遠鏡：使用比次豪米長的波長。
| 比較的光 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 名稱 | 波長 | 頻率 (Hz) | 光子能量 (eV) | ||||
| 伽瑪射線 | 短於0.01 nm | 超過10 EHZ | 100 keV – 300+ GeV | X | |||
| X射線 | 0.01至10 nm | 30 PHz – 30 EHZ | 120 eV至120 keV | X | |||
| 紫外線 | 10 nm – 400 nm | 30 EHZ – 790 THz | 3 eV至124 eV | ||||
| 可見光 | 390 nm – 750 nm | 790 THz – 405 THz | 1.7 eV – 3.3 eV | X | |||
| 紅外線 | 750 nm – 1 mm | 405 THz – 300 GHz | 1.24 meV – 1.7 eV | X | |||
| 微波 | 1 mm – 1 meter | 300 GHz – 300 MHz | 1.24 meV – 1.24 µeV | ||||
| 電波 | 1 mm – km | 300 GHz – 3 Hz | 1.24 meV – 12.4 feV | X | |||
隨著波長的增加，可以更容易地使用天線技術進行電磁輻射的交互作用（雖然它可能要製作很小的天線）。近紅外線可以向可見光一樣的處理，而在遠紅外線和次毫米波的範圍內，望遠鏡的運作就像是一架電波望遠鏡。例如，觀測波長從3微米（0.003mm）到2000微米（2毫米）的詹姆士克拉克麥克斯威爾望遠鏡，就使用拋物線的鋁製天線[10]。另一方面，觀察從3μm（0.003毫米）到180微米（0.18 毫米） 的史匹哲太空望遠鏡就可以使用面鏡成像（反射光學）。同樣使用反射光學的，還有哈伯太空望遠鏡可以觀測0.2μm（0.0002 毫米）到1.7微米（0.0017 毫米），從紅外線到紫外線的第三代廣域照相機 [11]。
在望遠鏡設計中的另一個門檻，隨著光子能量的增加（波長變短和頻率增加）是使用全反射光學，而不是粗略的入射光學。像是TRACE和SOHO望遠鏡使用特殊的面鏡反射極紫外線，否則不可能產生高解析度和較亮的影像。大口徑並不意味著能收集更多的光，他收集的是高階繞射極限的光。
望遠鏡也可以依據所在的位置來分類：地面望遠鏡、太空望遠鏡或飛行望遠鏡。它們還能依據使用者是專業天文學家，還是業餘天文學家來分類。擁有一架或多架望遠鏡與其它儀器的永久性房舍或載運工具，稱為天文台。
光學望遠鏡[編輯]
光學望遠鏡主要是收集並聚焦電磁頻譜中可見光部分的光線（雖然有些在紅外線和紫外線的波段工作）[12]光學望遠鏡明顯增加遠處物體的視角大小和視亮度。為了對影像觀察、拍照、研究、並發送至電腦，望遠鏡會採用一個或多個光學曲面的元件來工作。通常由玻璃的透鏡或面鏡收集線或其它電磁波的輻射，將這些光或輻射匯聚到焦點上。光學望遠鏡使用在許多天文和非天文的儀器，包括：經緯儀（包括中星儀）、鑑識望遠鏡、 單筒望遠鏡、雙筒望遠鏡、相機鏡頭、和間諜鏡。望遠鏡有三種主要的學類型：
除了這些基本的光學類型之外，還有許多改變光學設計以適合它們執行任務的子類型，像是攝星鏡、尋彗鏡、太陽望遠鏡等等。
電波望遠鏡[編輯]
體系結構[編輯]
規格參數[編輯]
製作工藝[編輯]
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