望远镜与观测天文学
反射望远镜
与其让光线穿过镜片弯折,不如让它从一面弯曲的镜子上反弹回来?这正是反射望远镜的构想,由牛顿于 1668 年首次制造,也是当今几乎所有大型天文台的设计基础——从山顶上的巨镜,到哈勃和詹姆斯·韦布空间望远镜。
反射镜在镜筒底部使用一面巨大的凹形主镜,形状像一只浅碗。光落到镜面上,被反射回来汇聚到焦点。通常还有一面小副镜把这束汇聚的光导到方便的位置——导向侧面(牛顿式设计),或穿过主镜上的孔导回后方(卡塞格林式设计)——相机或探测器就安放在那里。由于镜面是从正面反射光,所有颜色都以相同方式反弹,因此完全没有色差。
出于纯粹的工程原因,大型望远镜必用镜面:镜子可以从整个背面支撑,不会像边缘支撑的镜片那样下垂,而且只需把一个表面磨制得完美。这使镜面能造得极大。最大的单块镜面口径约 8.4 米,而把许多六边形拼合的拼接式设计——如韦布的 6.5 米镜面,或规划中的 39 米超大望远镜——更是远远超越。过去一个世纪的每一台科研望远镜都是反射镜。
哈勃空间望远镜的 2.4 米主镜磨制得极为完美,在一次著名的瑕疵于轨道上得到矫正后,其图像锐利到衍射极限——远胜同时代任何地基观测。
正因有镜面,望远镜才能造得巨大。
反射镜并不会因吸收而"耗尽"光线;现代镀膜可反射超过 90% 的可见光。中央的小副镜及其支架只造成微小损失,并不会在图像中留下空洞。
又称
另见