嘿，大家好，这里是“半月科普·天文史话”，我是阿氏圆。从本期节目开始，将由我陪伴大家一起学习有关天文学及其历史中的有趣小知识，一起感受浩渺星空的奇妙和乐趣。

【资料图】

从本质上讲，天文学是一门观测性科学。我们对宇宙现象的辛苦观测，几乎总是要先于我们对其本质的任何理论解释。那么今天，我们就来聊聊观测星空的工具之一——光学望远镜。

1608年的夏天，一名叫做汉斯·利佩希的荷兰眼镜师傅将一块凸透镜和一块凹透镜一前一后地包裹在长长的圆筒内，正在调整前后镜片的间距。这时，他凑近目镜一瞧，发现远处的景色突然被“拉近”了，变得十分清晰。他把这个发明命名为“窥探镜”。同年10月，汉斯·利佩希取得了窥探镜的发明专利，并且赢得了荷兰国会的一笔奖金。

第二年，也就是1609年，伽利略在作为威尼斯政府科学顾问的朋友萨比的支持下，也成功制作出了“窥探镜”，并提高了它的放大倍率。之后，他把“窥探镜”瞄准了月球，惊觉在亚里士多德心目中光滑无比的月亮，竟然是个表面坑坑洼洼的“麻子”。他把“窥探镜”瞄准木星，日复一日地观测，发现木星居然也有卫星，而且有四颗卫星！在这之前，人们只知道地球才有卫星。为了纪念伽利略的这个发现，后人还把这4颗的木星卫星称为“伽利略卫星”，按照离木星的间距由近到远依次是木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。

故事讲到这里，想必大家也都清楚了——上文所谓的“窥探镜”，其实就是我们耳熟能详的“望远镜”。

20 世纪中叶之前，望远镜仍然只能观测可见光。但此后的技术进步，已将我们观测宇宙的视野拓宽到了电磁波谱的所有波段。有些望远镜建在地球上，有些则要放到太空中，因为针对光谱不同区域的望远镜，设计上的变化很大。然而，不论建造的细节如何，望远镜的基本目的都是收集电磁辐射，并将电磁辐射传到探测器来进行详细研究。

回到我们这期视频的主角儿，光学望远镜按光路设计分为反射式和折射式两类。

先来看看反射式望远镜。这，是一台用曲面镜来汇集光束的反射式望远镜，因为望远镜中包含的镜子一般多于一个，所以其中的曲面镜称为“主镜”。通过主镜中心并与主镜垂直的虚线，叫作“镜轴”。而主镜的作用，就是让平行于镜轴到达的所有光，经过反射后，通过同一个点，这个点就是“焦点”。主镜和焦点的间距称为“焦距”。

再来看看折射式望远镜。折射式望远镜使用一个透镜代替曲面镜来聚焦入射光，它依赖于折射来实现目的。折射是指一束光线从一种透明介质进入另一种透明介质时光线发生弯曲的现象。我们可以把透镜看作许多棱镜的组合，它们的作用就是让所有平行于镜轴入射棱镜的光在折射后通过焦点。上文介绍的伽利略望远镜，就是典型的折射式望远镜。

然而，随着近年来望远镜尺寸的稳定增大，与折射式望远镜相比，天文学家更加青睐于反射式望远镜，原因如下：

第一，就像棱镜将白光分为多色光那样，折射式望远镜中的透镜将红光和绿光聚焦到不同的点，蓝光的焦点更加靠近透镜。这一缺陷称为色差。仔细设计并选择材料基本上可以修正这一问题，但很难完全消除，而且需要使用质量非常高的玻璃来制作镜体。而反射式望远镜就不存在这一问题。

第二，光通过透镜时，一部分被玻璃吸收。对于可见光辐射而言，这是一个相对较小的问题，但对于红外和紫外观测而言则很严重，因为玻璃会阻挡电磁波谱中这些区域的大部分辐射。而反射镜不受这一问题的影响。

第三，大透镜非常重。为了不阻挡入射光，望远镜只能在透镜边缘上进行支撑，而透镜在自身的重力作用下则会发生形变。反射镜就没有这样的缺点，因为可在其整个背部进行支撑。

第四，透镜的两面必须精确加工与打磨，因此非常困难。反射镜只有一个表面，因此要容易得多。

综上所述。现在所有的大型现代光学望远镜都是反射式的。

回到我们视频的开头，当时我说“光学望远镜按光路设计分为反射式和折射式两类”。诶，我猜弹幕上已经有机智的同学跳出来说啦，up up，你是不是忘了“折反射式望远镜”啊？我施密特—卡塞格林式和马克苏托夫—卡塞格林式折反式望远镜是不是不配拥有姓名啊？啊那我先在这里挖个坑，有兴趣的同学可以在弹幕上扣个“1”，人多的话我们单独开一期视频来讲讲这种将折射系统和反射系统相结合的光学望远镜。

北京时间2023年7月1日23时12分，欧几里得空间望远镜搭乘美国太空探索技术公司SpaceX的“猎鹰9”火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。随后，欧几里得与火箭成功分离。欧洲航天局确认，已通过位于澳大利亚的地面站接收到来自欧几里得的信号。在下期“半月科普·天文史话”中，我们将一起，重新踏上哈勃望远镜的征程，回顾空间望远镜三十多年来的筚路蓝缕。

好了，以上就是本期视频的全部内容啦。我们下期视频再见~

参考资料

[1]（美）艾瑞克·简森（Eric Chaisson），（美）史蒂夫·麦克米兰（Steve McMillan），孙艳春 译. 天文学与生活：原书第7版  [M]. 北京：电子工业出版社，2019  P63~P65

[2]江来；肖芬. 伽利略[M]. 北京：中国少年儿童出版社，2003.

[3]泰利斯科普；第三期：天文望远镜之分类说  /p/156891731

[4]欧几里得空间望远镜发射升空，开启探索宇宙暗物质和暗能量 /newsDetail_forward_23702232

[5]没有伽利略，高考考什么物理？/s/GPyZn4A_o8K0ZLNUMeIsVg

[6]2手猎鹰9号成功发射“欧几里德”空间望远镜  BV11X4y1v7sb

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