怎样制作一个简易的天文望远镜?望远镜的工作原理是什
发布时间: 2023-07-18

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怎样制作一个简易的天文望远镜

伽利略与开普勒在400多年前就以当时的技术条件造出了可用的折射望远镜,牛顿也在300多年前,制造了第一架反射望远镜。所以,只要你有这个决心,凭我们现在随手可得的材料与工具,一定也能造出来,并且绝对能造的比他们当年做的要好的多。

当然自制的望远镜光学品质很难超过市场上符合一定工业标准的工厂制品,哪怕是杂牌低端的工业品,也比自己手工制作的要好得多。毕竟一台现代望远镜的生产过程涉及的工艺非常多,也很复杂。

折射望远镜是利用光通过透镜时产生的折射原理,最简单的制作方法就是找一个合适的老花镜片,利用阳光找到镜片的焦距,然后再找一些直径合适的纸质圆筒(有一些商品的包装就是用的这种带盖的圆筒),用锯条剪刀和胶水就能做出来,当然像品质会很差。

这里不建议自己制作目镜,还是在市场上买一个最便宜的焦距10毫米左右的目镜吧。只要能将物镜固定,目镜可以方便的前后移动就可以。

如果你有更高级的工具,比如用CNC车床自己加工金属镜筒,也可以用树脂+玻纤布甚至碳纤布在模具上自己贴出来个镜筒。有这加工条件的话,最好在网络上购买那种加工好的普通光学玻璃制作的物镜组,可能镀膜不是很好,但是价格很便宜,各种口径和焦距都有。这样做出来的望远镜经过细致的打磨和调整,能够很接近工厂批量生产的低端望远镜的品质。

要说简易,还是牛顿反射式望远镜结构简单,有些天文爱好者甚至从磨制反射镜面开始自制这种望远镜,口径可以做的很大,但是磨镜对人的毅力与经验要求很高。物镜磨好镀膜后,还需要用木匠工具做个道步森结构的支架,具体做法网上有很多教程,这里不做赘述。

总之,如果你是真心的打算DIY一台天文望远镜,你要记住你并不孤独,已经有很多前辈早就这么干了,并且有些人自制的望远镜品质还非常好。网上有很多详细的教程,你搜索“自制天文望远镜”就能找到。

加油!JUST DO IT!

望远镜的工作原理是什么

天文学中不同类型的望远镜,历史最悠久的望远镜非“光学望远镜”莫属。“望远镜”从一开始的问世,它的功能就是为了能够看得更远、更大的图像,当意大利的物理学家“伽利略”,第一次用“望远镜”来观察天空天体时,天文学就与望远镜产生了不解之缘。

光学望远镜

一般人认为望远镜越长、越大秒能够看得更远、更大的图像,但其实这是一个误区,对于天文望远镜的目的,是为了接收更多的光子,而光子的数量决定观测目标的信息,接收的光子越多,了解的信息就越多。

举例说明:

“甚大望远镜”欧洲南方天文台在智利建造的大型光学望远镜,也就是“Very Large Telescope”,简称VLT。

光源所发出的光,通过各种镜片的组合,反射到达了收集光子的传感器(CCD),这个传感器和我们日常生活中的数码相机的传感器一样,

VLT使用了直径8.2米的反射镜面作为主镜,来尽可能更多地接收光子,像这样大的主镜接收到的光子就非常多了。

VLT8.2米的镜子,在制作完成后需要两年多的时间,对其进行恒温冷却及沉降,才能使得表面均匀并且这些镜面需要很强大的支撑系统,望远镜的正常转向工作在使用期间还要克服镜面的热胀冷缩。

通过CCD的长时间曝光,科学家就可以收集到更多的光子,一些研究的基本数据, 通常需要7-8个小时的曝光时间。但并不是建造直径更大的望远镜,就能接收到更多的数据,而是曝光更长的时间就能获得更多的信息数据。

制约光学望远镜最大的一个限制条件就是大气,即使是在海拔2600米以上,空气非常稀薄、干燥,所拍摄的目标也会受到非常严重的大气影响,所以VLT在工作的时候会向天空发射一束激光,其实这束激光就是为了后期修正大气对所拍摄目标数据的影响,修正也是非常有限的,像“哈勃望远镜”这样的太空望远镜,就不会受大气的影响,但是它也会存在一些相对的问题,例如它的经费很高、需要很多维护以及主镜的尺寸还是比较小的。

Cherenkov望远镜

这种望远镜一般用来监测“伽马射线暴”以及高能宇宙射线,来自宇宙的高能射线的轰击大气会产生“Air Shower”(类似暴风雨天里的雷电),雷电的最顶端就是来自宇宙的高能射线,而底部的分支就是轰击所产生飞速移动的粒子,像这种飞速移动的粒子(电子、中微子)它们本身并不会发光,但是当它们的飞行速度大于当下介质下光的速度时,这种粒子在移动的过程中会发光,科学家称之为“Cherenkov Light”。

“Cherenkov望远镜”就是观测高能粒子发出“Cherenkov Light”的设备,但是“Cherenkov Light”极其微弱,非常受到环境以及月光等因素的影响,并且不同于光学望远镜的长时间曝光,“Cherenkov望远镜”需要非常快的曝光速度,一般在10纳秒左右才能捕捉到高能粒子,并且单个“Cherenkov望远镜”并不能对“Air Shower”进行还原,于是科学家就使用多个望远镜,对同一个目标进行照射,再使用立体影像技术对数据进行还原,才能得到效果较好的清晰数据。

像“MAGIC、H.E.S.S、CTA都是属于“Cherenkov”这种类型的望远镜。

光谱望远镜

这种望远镜其实是使用了“欧洲南方天文台VLT”的设备,在接收端换成了一个光谱仪,这个仪器把一束光按不同的波长分割出来,(这个原理和三角棱镜散射出来的色散差不多),通过波长科学家不仅有了光源的数据,还能知道光源间介质的信息(例如中间是否有其它星体?它的介质密度是多少?是否处于离子态?)。光谱望远镜一般都是用来研究星系、星系团、超新星等等。

射电望远镜

这种望远镜的工作原理和电视台的信号接收器原理是一样的,都是接收无线电波信号,由于接收的是无线电波信号,所以这类型的望远镜没有“反射系统”,而是用金属支架构建的,由于接收的信号波长较长,所以受到大气的影响也相对较少,在地面观测相比太空观测有着更加多的优势,这类型的望远镜还拥有一个很大的特点,就是可以探测到很远的外太空,是目前可以探测最远距离的望远镜。

举例说明:

“天眼FAST射电望远镜”

我国自主设计建造的“天眼FAST射电望远镜”,为全球最大的单口径射电望远镜。这台望远镜座落在贵州,于2020年1月11日成功通过国家的验收,现已正式投入使用,这台望远镜不仅口径位列全球第一,而且探测的距离也是全球第一。

“天眼FAST射电望远镜”可以探测到多远?

“射电望远镜阵列”

除了单体的射电望远镜,目前世界上主要采用的是“射电望远镜阵列”,这种望远镜是由多个射电望远镜所组成的阵列,这样的阵列望远镜和“Cherenkov望远镜”有很大的不同。

“射电望远镜阵列”使用的是干涉的原理进行观测,望远镜的数量越多,得到的干涉数据结果也就越清晰,并且阵列望远镜覆盖的面积越大,它的等效镜面尺寸也就越大。

案例:

之前拍摄的黑洞图片,就是联合了世界上多个望远镜组成的阵列,镜面的等效大小和地球体积一样大。

伽利略望远镜的成像原理

原理:

物镜是会聚透镜而目镜是发散透镜的望远镜。光线经过物镜折射所成的实像在目镜的后方(靠近人目的后方)焦点上,这像对目镜是一个虚像,因此经它折射后成一放大的正立虚像。伽利略望远镜的放大率等于物镜焦距与目镜焦距的比值。

其优点是镜筒短而能成正像,但它的视野比较小。把两个放大倍数不高的伽利略望远镜并列一起、中间用一个螺栓钮可以同时调节其清晰程度的装置,称为“观剧镜”;因携带方便,常用以观看表演等。

他先观测到了月球的高地和环形山投下的阴影,接着又发现了太阳黑子,此外还发现了木星的4个最大的卫星。 自那以后,科学技术已经获得了长足进步,光学技术的腾飞促使科学仪器不断更新。当今最先进的地面望远镜具有庞大的结构,直径达10米的灵活转动镜片。然而,现代高级的天文望远镜都是在前人基础上发展起来的。

扩展资料:

伽利略发明的望远镜在人类认识自然

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