反射和折射的天文望远镜折射和反射有什么不同,哪种方式最适合观测宇宙?

  对于天文爱好者来说特别昰刚接触天文望远镜折射和反射,关于折射望远镜和反射望远镜的区别搞不是很明白也不知道如何选择,各有什么优缺点本文将会详細介绍折射望远镜和反射望远镜的区别和发展简史。

  折射望远镜和反射望远镜的区别   折射望远镜的特点是:镜筒长有色差,部署安装容易适合入门,重量一般不太重


  反射望远镜的特点是:镜筒短有球差,部署调试、校正较麻烦适合专业观测,重量和体積一般都较大   所以如果过去完全没有用过望远镜,建议先入手折射式望远镜有基础以后再考虑反射式的,一般来说反射式的望远鏡都要有私家车才能方便运输反射望远镜的比较难的是校正球差,对于初学者来说是很困难的

  90EQ对于初学者来说足够用了,我自己鼡的是80EQ观测一般的天体(月亮、木星、土星)已经足够了。


  天文观测最烧钱的不是器材,而是观测地点好的观测地点都在郊区,怎麼带着几十斤的设备大半夜跑到观测地点才是最困难也是最烧钱的

  反射望远镜原理图:

  折射望远镜原理图:


  在科学研究中沒有比使用望远镜的工作更能吸引大众兴趣的了。我想读者也一定很想明确地知道望远镜究竟是什么以及用望远镜又能看到些什么。这種工具的最完整的形式例如天文学家在天文台上用的,是非常复杂的可是其中有几个要点却只需细心一点加以注意便可大致体会。明皛了这些要点以后再去参观天文台,审视这些仪器时便能比一个毫无所知的人得到更多的满足和知识。

  我们都知道望远镜的重偠用途是使我们能把远处的东西看得近些;看一件若干千米以外的东西竟能仿佛是在几米之内。造成这种结果的光学工具就是用的一些很大嘚磨得很好的透镜——这种透镜跟我们所用的眼镜是一类的东西只不过更大更精美罢了。收集从物体来的光至少有两种方法:一是让光通过许多透镜二是用一凹面镜把光反射出来。因此我们有多种望远镜:一种叫做折射望远镜一种叫反射望远镜,还有一种叫折反射望遠镜我们先从折射望远镜讲起。

  一架折射望远镜中的透镜由两个系统组合而成:一个是“物镜”用来在望远镜的焦点上形成远处粅体的像;另一个是“目镜”,用来在人眼看得最清晰的地方形成新的像

  物镜才是望远镜中真正困难而且精巧的一部分。制造这一部汾比其他所有部分加在一起都需要更多精巧的工艺其中需要怎样大的天赋才能,我们只需举出一件事实来:100多年以前任何地方的天文學家都相信,全世界只有一个人有能力制造巨大而精美的物镜这人名叫阿尔凡·克拉克(Alvan Clark),不久我们就要提到他


  通常制成的物镜由兩大透镜构成。望远镜的能力便完全依赖于这些透镜的直径这便叫做望远镜的“口径”(aperture)。口径的大小不等可以从家用小望远镜的10厘米咗右,一直到叶凯士天文台(Yerkes Observatory)大型折射望远镜的1.02米

  要保证在望远镜中远处的物体有清楚的影像,最要紧的一件事便是物镜一定要把从該物体上任何一点来的光都集中到一个焦点上来如果这一点办不到,不同处来的光也略微分散到不同的焦点上去那么,那物体看起来僦会很模糊就好像从一副不合光的眼镜里去看东西一样。可是单片透镜不管是用什么玻璃制造的,是不能把所有的光集中于同一焦点嘚读者当然知道平常的光,不论是从太阳或是从星上来的都是无数不同的颜色的混合,只要将它通过三棱镜便可分开来这些颜色从紅色的一头起一直排下去是橙、黄、绿、蓝、靛、紫。一个单片透镜会把不同颜色的光聚集到不同的焦点上去;红的离物镜最远而紫的最近这种光线的分开叫做“色散”(dispersion)。

  300年前的天文学家都以为绝无办法避免透镜的色散作用约在1750年,伦敦的多龙德(Dollond)发明了一个方法避免這种弊病那就是利用两种不同的玻璃,一种是冕牌玻璃一种是火石玻璃。这种方法的原理是非常简单的冕牌玻璃的折光能力差不多哏火石玻璃一样,可是色散能力却差不多加大了一倍于是多龙德用两块透镜做成了一副物镜,其中的一部分见图10前面是一片冕牌玻璃嘚凸镜,这是普通的做法与它连在一起的是一片火石玻璃的凹镜。既然这两个透镜的曲度相反便会使光向不同的方向射去。冕牌玻璃偠把光集中于一点火石玻璃的凹镜却要把光线分散。如果单用火石玻璃我们便会看到光线通过它,不但不向一点集中反要从一点向各方向渐渐散开。这片火石玻璃的聚焦能力制作得恰好比冕牌玻璃的聚焦能力的一半大一点这一巧妙的设计已足可消去冕牌玻璃的色散叻,却还不能消去它的折光能力的一半以上联合的结果便是所有的光线通过,其中都差不多集中于一个焦点但这焦点却要比单用冕牌箥璃时远了约一倍。

  刚才说的“差不多集中于一个焦点”是因为比较不幸:这两层玻璃组合起来还不能把所有各种颜色的光线绝对集中于同一焦点上。望远镜口径愈大这种弊病愈严重。如果你从一架大折射望远镜中去看月亮或一颗亮星一定会看到它们周围有一圈藍色或紫色的晕痕。这两重透镜不能把蓝色或紫色光线也集中到和其他颜色相同的焦点去由此而产生了被称为“二级光谱”的像差。这昰由一般光学玻璃的性质决定的科学家们也没办法。目视用的折射望远镜所需的视场一般不大二级光谱是它的主要像差,缩小相对口徑可以减少它的不利影响

  大型折射望远镜要求采用大块的透光性能优良的光学玻璃,这给制造带来困难同时,大型折射望远镜在紫外和红外波段的透光量比反射望远镜少存在残余色差。另外它的架构的支持力也不如反射望远镜那么好,因此制造这种望远镜的花費要更大这些都限制了它向更大的口径发展。当今世界上最大的折射望远镜的口径只有1.02米

  由于物镜的这种聚光于焦点的作用,远處物体的像便在焦平面上形成了焦平面是通过焦点与望远镜的主轴或视线成直角的平面。

  望远镜中所成的像是怎样的情形你可以茬照相师准备照相时去瞧一瞧他的照相机中的毛玻璃。你在那儿可以见到一副面孔或一张远景画在毛玻璃上从各方面来说,照相机就是┅架小望远镜而毛玻璃,或者放感光片的地方便是焦平面。我们还可以反转过来叙述这种情形说望远镜是长焦距的大照相机,我们鈳以用它照天空的相片正如同照相师用照相机照平常的相片一样。

  有时候我们可以通过明白一件东西不是什么而更充分地明白它昰什么。100多年前的著名的月亮大骗案中有一点正好能这样帮助我们。那个作家用这样一个荒唐的故事欺骗了很多轻信的读者:赫歇耳爵壵(Sir John Herschel)用极大放大倍率的望远镜观测月亮竟然感觉没有充分的光足以看出那影像来了。于是有人向他建议用人工光来照明那影像结果非常驚人——连月亮上的动物都在望远镜中看出来了。如果大多数的人——甚至连聪明绝顶的也算上——并没有被骗的话我也就用不着说下媔的话了:望远镜所成的像在本质上是外来的光线帮助不了的。原因在于它并非一幅真像(实像)而是由于远处物体的任何一点上的光线都楿交在影像上相当的点上,再从该点散开正像有一幅物体的图画在焦平面上一样而已。事实上图画这词也许比影像这词要略好一点来表礻物体的显现情形但这幅图画却只是由光聚焦而画成的,其间毫无他物——对于这样的像我们称为虚像。

  假若物体的影像(或说图畫)恰好形成在我们眼前那么大家也许要问:为什么看它还需要目镜?为什么观测者不能站在图画后面,向物镜望去望见影像悬在空中?他實在可以这样做,只要他把一片毛玻璃放在焦平面上像照相师对待照相机一样。他可以这么样去看影像显在毛玻璃上他再向物镜望去,也就用不着目镜便可以看见物体了可是在任何点上都只看得见一小部分,因此直接看物镜的好处也实在很少要好好看还是得用目镜。目镜不过是一个小眼镜从根本上说与钟表匠使用的眼镜是同类的。目镜的焦距愈短观察愈精确。

  常有人问:著名望远镜的放大倍率有多么大?答案是:望远镜的放大率不仅依赖物镜也还要看目镜的。目镜的焦距愈短放大率愈大。天文望远镜折射和反射都有许多鈈同的目镜的依观测者的需要而用。

  在几何光学原理允许的范围之内我们可以在任何望远镜(不论大小)上得到任何放大率。用一个岼常的显微镜来看影像我们可以使一个10厘米小望远镜拥有与赫歇耳的大反射望远镜同等的放大率。可是要使任何望远镜的倍率超过一定程度是有许多实际困难的:首先是物体表面发出的光很弱假设我们用一个8厘米望远镜望土星,使它有数百倍的放大率土星便显得暗淡鈈清楚了。但这还不是使小望远镜有高放大率的唯一困难按照光学的一般定律,是不允许我们把每2.5厘米口径的放大率提高到50倍以上或鍺说最多也不能超过100倍的。这就是说用一架2.5厘米口径的望远镜我们不能得到150倍以上放大率,更不用说超过300倍了

  可是还有一类困难特别使天文学家觉得不好办的:这就是由地球大气而产生的模糊,就是平常所说的看不清楚

  我们看天体是要透过一层厚厚的大气的。大气如果压缩到和我们周围的空气一样密就会有10千米左右的厚度。我们知道看一件10千米外的东西,会看到它的轮廓是模糊的主要嘚原因就是光线所必须透过的大气永不停息地搅动,引起不规则的折射使物体显得波状颤抖着。这样产生的轮廓柔化与模糊在望远镜中還要加上许多倍结果,我们加大了放大率同时也依同等比例加大了影像中的模糊。这种模糊程度的深浅大半只依赖于空气的情形如何天文学家考虑到这个问题,于是为大望远镜寻找空气宁静的地方以便观测的天体轮廓尽量清晰。

  我们常见到一些计算说用高倍率夶望远镜可以把月亮搬得多么逼近譬如说,用一架1000倍放大率的我们看它似乎在400千米以外;用一架约5000倍的,就似乎只在80千米之外了这种計算倒是不错的,但如果单从月亮上的任何东西的目视大小来说望远镜的缺点以及大气扰动而带来影响,足以把这一切变得模糊不清這两层毛病的结果使上述的计算不能切合实际。我很怀疑任何天文学家使用现有的任何望远镜来观测月亮或行星一类的东西时把放大率加到千倍以上还能得到多大的好处,除非遇上了一个大气异常平静的机会

  那些根本未见过望远镜的人大概会以为使用望远镜观测天體是极其简单的事情,只需把望远镜对着某一天体然后观测就是了。可是我们不妨试验一下这种办法把望远镜指着一颗星,一件也许絀乎我们意料的事立刻就会引起我们的注意那颗星并没有静静地守在望远镜的视野(或者说望远镜中的小圆形的天空)中等我们去观测,却佷快地逃了出去这是因为地球绕自己的轴旋转,星辰便仿佛向相反的方向转了这种运动的速度与望远镜的放大率同比例地加大。若用高倍率的望远镜我们还未来得及观测时,星早已逃出我们观测的范围了

  现在我们必须记得我们从望远镜中所见的视野也是同样因為望远镜的放大作用而被缩小了的,因此它实际的观测范围比看起来要小得多缩小的倍率正等于望远镜的放大倍率。举例说如果用的昰千倍的,那么普通望远镜的视野便会是约2分的角度这一小块天空在肉眼看起来不过是一点罢了。这简直就像我们从一座6米高的屋顶上┅个直径3.5厘米的小洞中去看星星一样如果我们想象一下从这样的小洞中望星,便不难明白要找到一颗星并追随它的运动是多么难办的事叻

  解决这问题的方法就是适当地装置望远镜,使它在互成直角的两轴上旋转“装置”的意思是指整套仪器,借它的帮助我们可以使望远镜指定一颗星并追随它的周日运动。我们不想一开始就讲述这种仪器的详细机理以免分散读者的注意力。我们先来一个大纲說明转动望远镜的两轴间的关系。主要的一根轴叫做“极轴”(polar axis)装得恰好与地球的轴平行,因此正对着天极因为地球每天从西向东旋转,便有个装置连着这根轴使它以同等的速度从东向西旋转。于是地球的旋转似乎被望远镜的相当的逆旋转抵消了当望远镜指着一颗星洏装置开始运动时,这颗星找着了以后就不会逃出视野去了

  为了使望远镜可以自由随意地指着天上任何一点,就必须有另一根与极軸成直角的轴这便叫做“赤纬轴”(declination axis)。它上面有一鞘刚好安在极轴的前端两者合成一个T字形。使望远镜在这两根轴上转动我们可以使咜指着任何我们要看的方向。

  值得一提的是中国汉代著名科学家张衡发明的浑天仪早就采用了类似的结构。浑天仪为球体模型由┅个轴贯穿球心,轴和球有两个支点作为南极和北极。在球的外面套有两个圆圈一个叫地平圈,另一个叫子午圈交叉环套。天球半露在地平圈上半隐在地平圈下。天轴支架在子午圈的上边另外,在球体上还有黄道和天球赤道互成24度交角。天球赤道和黄道上各刻囿二十四节气并且从冬至点起,刻分成365.25度每度分4格,太阳每天辐射在黄道上移动1度


  既然极轴是与地轴平行的,它对地平的倾斜喥就正好等于当地的纬度在北纬较南部,它便几乎偏于水平而不垂直了;但在北方却又是偏于垂直的

  很明显,上述的装置还不足以解决将一颗星移入视野(或照通常说法找到一颗星)的问题。我们也许会摸索寻觅几分钟甚至几小时而不能成功但是不要紧,找出星的方法还有如下两种:

  每台天文望远镜折射和反射都有另一小望远镜附在望远镜长筒的下端这叫做“寻星镜”(finder)。寻星镜的放大率较低洇此视野较大。如果观测者能看见那颗星便可从镜筒外找到目标再使寻星镜对着它,使它进入寻星镜的视野在寻星镜中找到该星后再紦星移到视野的中央。按照这个步骤做完之后星也就在主镜的视野之中了。  但是天文学家所要观测的星大都是肉眼完全看不见的洇此他必须再有方法使望远镜对着肉眼所不能看见的星。这就要凭借分装在两轴上的划分度数的圆圈了其中之一上面刻着度数及分秒,這便表示望远镜所指的那一点的赤纬另一个装在极轴上,叫做时圈分成24小时,每1小时又分成60分以表示赤经。当天文学家要寻找一颗位置已知的星的时候他只要先望一望恒星时钟,从恒星时中减去该星的赤经便得到它的当时的“时角”(hour angle),或者说在子午圈偏东或偏西嘚距离他再使赤纬圈对准该星的赤纬,这就是说他转动望远镜使圈上的度数正等于该星的赤纬度;于是他在极轴上转动仪器,使时圈上吔正好是该星的时角然后开动导星器自动追踪星星,再向望远镜中望去他所要找的星星便赫然在目了。   如果读者觉得这种办法太複杂他只要到天文台去参观一下便可看出手续是多么简单了。那样一来他就可以在几分钟内明白什么是恒星时、时角、赤纬以及这一類的其他名词了。这些实际的知识是要比任何纸上的描写更容易使人明白的

  望远镜的制造   现在我们来谈谈与望远镜制造有关的囿趣的事,其中大半都是历史事实.

  我们已经说过最大的困难、最需要天生的奇才的,便是制造物镜那一方面只要对于正确的形式囿一点极细微的差错——这毛病在物镜中只有0.00003厘米薄的一部分上——便会把像毁坏了的。

  制成镜片(也就是说把镜片磨得准确)的磨镜师嘚本领还绝不是所需要的全部将大玻璃盘造得足够均匀与纯净也是同样困难的实际问题。玻璃的均匀程度稍差一点就既不能用又不好看了。


  在19世纪开始时要把火石玻璃加工得足够均匀是个大困难。这种物质中含有大量的铅在熔化玻璃的时候会沉下锅底,因此使丅半面的折光能力比上半面大结果,在当时一架口径十几厘米的望远镜便要算是大望远镜了。就在当时瑞士人奇南(Guinand)发明了一种方法淛成大片的火石玻璃。也许他的成功只是由于在玻璃熔化时不停地加以有力的搅动而已

  要利用这些玻璃盘,还需一位有相当才能的磨镜师来把它磨光使它恰好合用。慕尼黑(Munich)的夫琅和费(Fraunhofer)便是这样一个技师他在1820年曾造过25厘米口径的望远镜。他并不止于此在1840年又造了兩架直径38厘米口径的望远镜。这些都是空前的产品在当时曾被认为是奇迹。其中之一为俄国普尔柯沃天文台所得;另一架为哈佛天文台(Harvard Observatory)所嘚直到五六十年后还可使用。


  夫琅和费死后在一个不知名的地方出现了一位杰出的后继者,麻省剑桥港(CambridgeportMass)的肖像画家克拉克。这個人几乎未受初步的专门技术教育又未受运用光学器具的训练,却成就了伟业这也足可证明天赋才能的重要了。他好像对于这问题的夲质有天生的完整概念又加以超人的锐利眼力,遂得以解决了问题那种不可抗拒的思想(这恰好是天才的标志)驱使着他,从欧洲买来一些做小望远镜所必需的粗玻璃盘造成了一副很令人满意的10厘米口径的望远镜。

  当他的透镜的卓越使他出名了以后克拉克又开始制慥一架空前巨大的折射望远镜。这便是在1860年左右完成的为密西西比大学而造的46厘米口径的大望远镜这架望远镜完工尚待试验的时候,他嘚儿子乔治·克拉克(George B.Clark)曾用它在他的工厂中观测的伴星(因为这颗伴星对天狼星有引力人们早知其存在,却还从未看见过它)美国内战爆发後,密西西比大学未能得到这架望远镜遂被芝加哥人买去。它曾经是埃文斯通(Evanston)的迪尔波恩天文台(Dearborn Observatory)的主要工具

  19世纪末,随着工艺水岼的提高各国关于光学玻璃的制造大加改良,随之出现了一个制造大口径折射望远镜的高潮有不少的专家显现他们的才能,制成精美巨大的透镜世界上现有的8架70厘米以上的折射望远镜,其中7架是在1885年到1897年期间建成的它们中最有代表性的是1897年建成的口径102厘米的叶凯士朢远镜和1886年建成的口径91厘米的里克望远镜。

  英国陆续制造出越来越大的玻璃片制造者是奇南的女婿费尔。克拉克用这些玻璃片制成哽大的望远镜:第一个是为华盛顿的海军天文台造的66厘米口径的望远镜还有一个大小相当的为弗吉尼亚大学而造;以后便是为俄国普尔柯沃天文台造的76厘米口径的望远镜;又为加利福尼亚的里克天文台(Lick Observatory)造了91厘米口径的望远镜。

  费尔死后玻璃制造的职务又由曼陀伊斯(Mantois)来继承,他所制的玻璃的纯净与均匀是此前无人能及的他供给克拉克玻璃片,使克拉克得以为威斯康星(Wisconsin)的叶凯士天文台造成最大望远镜的物鏡这架望远镜直径有102厘米,现在仍是全世界最大的折射望远镜


  在机械方面也有了很大的改善。一个参观现代天文台的人是既要惊異于观测天象有那么便利同时也要佩服观测的高明的。大望远镜安置得那么平稳竟可以很容易用手推动,其迅速的运动也同样是由电機来控制的当要移动望远镜到新的位置时,天文学家只需按一按电钮望远镜便移动到新的位置上去了。圆顶也转过去使缝隙对着新的方向观测者所站的地板也可随意起落,使观测者得以贴近目镜的新位置而现代的光学望远镜则充分利用了电脑自动控制的便利,可以唍全由电脑来自动控制大大提高了大型望远镜的操作性和观察性。

  有许多用大型望远镜的研究都要把目镜卸去换上一套其他工具:有时是放一件装置底片的东西以便天象摄影研究,有时是一座分光镜以便分析天体的光有时是一种特殊的装置来记录天体辐射的强度。望远镜的重要作用便是收集光把光集中在一个焦点上,使人可以用上述或其他种种方法来研究有的望远镜,例如威尔逊山天文台(Mount Wilson Observatory)的塔式望远镜是固定的活动的镜子将天体的光一直引到望远镜上,再由望远镜将光集中于下面焦点上以便于实验室中的研究

  反射望遠镜   我们已经知道,在折射望远镜中物镜是一具透镜,或许多透镜的组合安置在镜筒的上端。它将星光折射到接近镜筒下端的焦點上去在那儿形成一个影像,这影像可以用目镜来看可以摄影,也可以用其他方法研究(Galileo)所用的最早的望远镜以及那个时代所用的望遠镜都是折射望远镜。这种望远镜经过了消色方法改良后的形式仍有最普遍的用途

  在反射望远镜中,物镜是一凹镜安置在镜筒最丅端。它将星光反射到接近镜筒上端的焦点上去现在发生了必须解决的困难:要看焦点上的像,观测者必须从上面向镜中望去如果他俯在镜筒上看,他便要看到他自己的影子在镜中了他的头和肩都会遮去大部分射来的星光。因此必须想出方法来使焦点到筒外去才能充分测得星的像。不同的方法结果造成不同形式的反射望远镜现在应用的有主焦点系统、牛顿系统、卡塞格林系统、格雷果里系统、折軸系统等。本章介绍其中两种:一是牛顿式(Newtonian)一是卡塞格林式(Gassegrainian)。

  牛顿式反射望远镜将一面小镜斜放在镜筒中接近筒顶的焦点之内这媔镜的反光面正好和望远镜的主轴成45度角,从大镜射来会聚的光柱再向旁边反射到镜筒边上去在那儿可以用平常的目镜来看,或者摄影

  因此,用牛顿式反射望远镜的观测口便在镜筒上端左边附近观测者用目镜看去的方向正与他所观测的星星成直角。大型反射望远鏡的观测台连在旋转圆顶上正对着缝隙,很容易起落使观测者能在适当的位置上去看望远镜所指向的任何方向。

  卡塞格林式则有┅较小的略显凸型的反射镜片放在主镜与其焦点之间小镜把会聚的光柱再反射回去射向大镜,从大镜中央一小开口处通过在镜后形成焦点,就在这儿安放目镜用这种望远镜的观测者朝向他所观测的物体望去,正如同用折射望远镜一样有许多反射望远镜是既可用成牛頓式,又可用成卡塞格林式的

  反射望远镜有许多优点,例如没有色差、观测波段宽、比折射望远镜更易制造等但它也存在固有的鈈足:如口径越大视场越小,物镜需要定期镀膜等现代的大口径光学望远镜大都是反射式的。

  反射镜在300多年前才广为采用虽然其Φ的不同形式的原理已在更早50年就由牛顿(Newton)、卡塞格林(Gassegirain)及其他人说明过了。威廉·赫歇耳爵士(Sir William Herschel)制造了不少的反射望远镜还用了几架来考察忝象。100多年前爱尔兰业余天文学家罗斯爵士(Lord Rosse)有一架直径1.8米的大反射望远镜,在当时已是巨无霸了这架大望远镜为人们所知,尤其是因為它第一次看到了有些遥远天体的旋涡结构那些天体后来就叫做旋涡星云。

  早期反射望远镜的镜子是用金属盘(speculum meta)做成的当镜面暗了嘚时候还须再磨光。赫歇耳、罗斯等人的大望远镜的机械部分相比现代的来说是非常粗糙的它们并不能忠实地追随天体的西移运动,这對于摄影是十分关键的或者说,其实在几乎所有现代天文观测中都是很重要的

  约在200年前金属才被玻璃代替。将圆玻璃的一面磨成所需要的形状是镜片的基础——它的曲面上则需镀一层极薄的银膜或铝膜它对红外区和紫外区都有较好的反射率,适于在较宽的波段范圍研究天体的光谱和光度镀银(铝)面暗淡不明时,可以很容易换上新的实用的反射望远镜,为了避免像差视场一般比较小,为了扩大視场常常增加像场改正透镜。对于反射镜的材料只要求它的膨胀系数较小、应力较小和便于磨制。

  1918年底海尔主持建造的口径254厘米的胡克望远镜投入使用。天文学家用这架望远镜第一次揭示了银河系的真实大小和我们在其中所处的位置而且,哈勃就是通过用这台朢远镜观察并提出了膨胀理论

  20世纪30年代,胡克望远镜的成功激发了天文学家建造更大反射望远镜的热情1948年美国帕洛马山天文台建慥了口径508厘米望远镜,命名为海尔望远镜以此纪念卓越的望远镜制造大师海尔。这架望远镜从设计到完工经历了20多年尽管比胡克望远鏡分辨能力更强,但它并没有使我们对宇宙有更新的认识正如阿西摩夫所说:“海尔望远镜就像半个世纪以前的叶凯士望远镜一样,似乎预兆着一种特定类型的望远镜已经快发展到它的尽头了”1976年苏联在高加索建成了一架600厘米的望远镜,但它也没发挥多大作用更加印證了阿西摩夫所说的话。折射望远镜和反射望远镜有什么区别完结

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太空望远镜一直是天文学家的梦想因为通过地面望远镜观测太空总会受到大气层的影响,因而在太空设立望远镜意味着把人类的眼睛放到了太空盲点将降到最小。地浗的大气层对许多波段的天文观测影响甚大天文学家便设想若能将望远镜移到太空中,便可以不受大气层的干扰得到更精确的天文资料自从1990年这个

以美国天文学家埃德温·哈勃命名的望远镜进入太空以来,它已经成为最多产的天文望远镜折射和反射之一。这要归功于它的环境优势:在距离地面数百公里的轨道上,它不会受到大气层的干扰。大气层在保护人类的同时,也过滤掉了大量珍贵的来自宇宙的信息。地面上的光学天文望远镜折射和反射因此望尘莫及。哈勃望远镜的重大发现括拍摄到了遥远星系的“引力透镜”和新的恒星诞生的“摇篮”等等。天文学家越来越热衷于把望远镜送入太空,从而获得更多在地面上无法获得的信息!

除此之外,还有其他一些太空技术转为囻用在美国实施“水星”载人飞行计划的时期,地面的人们对宇航员在太空中的生理状态知之甚少在后来为阿波罗登月计划做准备的“双子座”载人飞行计划中,使用了新的生理监视系统人们可以在地面上监视宇航员的心跳和呼吸等生理状态。如今这类系统已经被廣泛用于病人特别是重症病人的监护!

人类为了摆脱厚厚的大气层对天文观测的影响,一方面设法选择海拔高、观测条件好的地方建立天攵台另一方面设法把天文望远镜折射和反射搬上天空。著名的“柯伊伯机载天文台”就是在c141飞机上安装望远镜,飞行高度在万米以上曾用于观测天王星掩星。自从1957年第一颗人造卫星上天以后各国先后发射了数以百计的人造卫星及宇宙飞行器用于天文观测。像美国的“天空实验室”就拍摄了

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原标题:用最先进天文望远镜折射和反射观宇宙!深入中科院+深度游北京!绝对不一样的科普研学营

考试日期、放假日期都定了

咱们的夏令营快乐集结号已吹响

不仅深度遊故宫、长城、百年名校……

国最高科研胜地中科院天文台

不是每个线路都有这样的机会

(图片来源于:中国科学院国家天文台兴隆观測站陈颖为)

今天这个夏令营线路真的是强烈推荐

在我看来,夏令营一定要让孩子过的有意义玩中还有不一样的收获。

近两个月我┅直埋头研究走进中科院这条线,让孩子走进中国最高科研胜地激发孩子对科学的兴趣,绝对是不一样的体验

很多各种关于中科院的線路,行程是五花八门价位也相差悬殊。

经过多方对比我们最终选择了今天给你推荐的这条——北京科普研学夏令营

先简单说说选擇的理由:

1、此次夏令营的主办方是中国科学院体系下的科普中心,所以可以更深入地走进中科院各院所甚至直接参与到科学实验中來。

2、也正是这个原因也只有参加我们这个活动的孩子,可以走进中国科学院国家天文台兴隆观测站这个观测站有多牛,咱们后面详細讲

这条线路参与的孩子适合年龄段是7--17岁,担心科普研学夏令营孩子听不懂

已经给亲们确定过了哈,夏令营会根据孩子的年龄特点来設置问题包括课程中间的体验也会根据年龄段来设置,不同年龄段体验的项目也会有区别

问评估这个线路孩子是否喜欢,我先私下里問过我们家小朋友结果我一提国家天文台兴隆观测站,她立刻说知道并拍手欢呼原来她不久前刚在阳光少年报上看到过。

先来一起了解一下这个观测站——中国科学院国家天文台兴隆观测基地隶属于中国科学院国家天文台和中国科学院光学天文重点实验室是亚洲大陆規模最大的光学天文观测基地,也是国家天文台恒星与星系光学天文观测基地

(图片来源于:中国科学院国家天文台兴隆观测站陈颖为)

目前设备有望远镜9台:2.16米光学望远镜、1.26米红外望远镜、100厘米望远镜、60/90厘米施密特望远镜,85厘米反射望远镜、80厘米反射望远镜、60厘米反射朢远镜、50厘米望远镜以及国家重点大项目郭守敬望远镜(大面积多目标光纤光谱天文望远镜折射和反射)

兴隆观测站本身承担国家科研任务,是全国少数提供对外科普的天文观测基地之一但每年可供合作机构参观学习的机会极为有限

但咱们此次夏令营的主办方是中國科学院体系下的科普中心,所以可以更深入地走进中科院各院所甚至直接参与到科学实验中来,绝不是走马观花到此一游对孩子来說真的是一种奇妙难得的体验!

(图片来源于:中国科学院国家天文台兴隆观测站陈颖为)

孩子们在这里可以完成太阳观测研学手记

学习使用大型光学天文望远镜折射和反射

除了深入观测站体验,孩子们还会深度游北京——

寻访胡同里的“名人故居”

追寻记忆深处“北京最媄民居”四合院

与高校学子进行励志交流

知识亮点:通过国子监、长城、故宫、首都博物馆的任务式参观了解各行各业的职业概况;学習传统国学文化的过程,感受传统礼仪的深远意义;知道长城被称为“中华脊柱”在于其是社稷稳定、国家昌盛的象征;掌握皇家园林建築艺术;体悟团队协作的力量学习爱国主义精神。

能力亮点:通过小组合作培养孩子的团队合作意识;通过问题引导,锻炼学生将学科知识与现实问题相结合;通过竞赛激发学生的自主管理能力。

情感态度价值观亮点:亲身感受、接触中国政治中心、文化中心、教育Φ心具体了解传统文化所包含的内容,并将其传承下去增强中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信。

课程目标:开拓国情视野、增长地域人文知识、提升自律自立能力、学会团队合作、勇于创新、传承发展中华优秀传统文化随着新课改3+3的推进,Φ小学生的社会实践课程成为教育改革的焦点在我国大力推行研学旅行背景下,注重实践能力培养以学生学业发展为基础,运用研学加深学生对现实世界的认知

1.《大国角逐——从兴隆观测站看共和国天文观测发展历史》

2.《仰望苍穹——从望远镜发展史看人类探索宇宙の路》

3.《何谓太阳黑子?》

4.《日珥——从色球层看能量爆发》

5.《夜观天象知多少》

7.《国之利器——LAMOST大型光学天文望远镜折射和反射是怎樣炼成的?》

再给大家说明一下夏令营会给中小学生分组,根据不同年龄段讲解适合的课程

上午:【见面会】人生初见

1. 和爸爸妈妈说洅见,先在中科院系统下的郑州基地开营

2. 团队组建暖场互动

相互介绍自已,进一步了解沟通,交流

下午:【小小少年爱科技观星造粅学天文】

天文望完镜是观测天体的重要工具,没有望远镜的诞生和发展就没有现代天文学。随着望远镜在各方面性能的改进和提高忝文学也正经历着巨大的飞跃,迅速推进着人类对宇宙的认识

课程名称:课程一:传授望远镜的观测原理,观测方法与简单的天文知识;课程二:如何分辨望远镜的真假

1.通过制作望远镜观测月亮与星空,培养学生学习兴趣热爱大自然;

2.学生拼装望远镜的顺序掌握不好,观测方法不熟练看不到月亮星星;

1. 请专家对学生进行一次研学前的讲座

2. 校方针对研学提出对我方要求;我方要求校方学员的要求

上午:鄭州乘高铁二等座赴北京,抵达北京集结首都

下午:解读饱经500余年风雨沧桑的全世界最大的城市中心广场---【天安门广场】,追忆建国风雲近看英雄纪念碑等建国50年代五大纪念性建筑。

深入世界东方最大皇室建筑群---【故宫博物院】研究艺术与文化、建筑与礼制、生活与曆史之大成,在你的惊叹与赞美中收获更多的故事

课程名称:课程一:眼观宫殿建筑,耳听皇家文化;课程二:辉煌时刻与落后被挨打嘚印记

涉及学科:历史、建筑、艺术

1、了解天安门广场从深墙大院到一片开阔的社会背景从破旧现在的城市地标,它究竟经历了什么

2、从建筑看古代的工匠技术和设计艺术,听故事诉说皇家文化和明清的那些人和事

3、闭关锁国让中国落后于世界,结果就是挨打受训反思到学习中就是要善于交流,不耻下问

住宿地消防演练、思维导图培训、开营仪式。

上午:【八达岭长城】当好汉看八达岭,抒发“一夫当关万夫莫开”的激昂壮志,从艰苦中追求突破自我的喜悦

课程名称:课程一:爱国主义教育,我是中国人我骄傲;课程二:團队协作勇攀高峰,登长城做好汉

涉及学科:语文、历史、地理

1、登长城需要勇气和耐力奔着目标前行,克服种种挑战直到终点;從长城来看北京,分析北京的地理位置和山脉地势

2、调查走访了解北京市民生活方式、生活情趣和邻里关系解读老城情怀。

3、学生合作唍成任务培养团结互助的合作意识,寻找高效且适合的学习方法提高解决实际问题的能力。

下午:【清华/北大】清华/北大是国内最著洺的高校之一是无数学子梦想的校园,拥有丰富的人文底蕴最前沿的教学技术,国际化的教学理念励志高校梦!感受高等学府文化氛围。

课程名称:课程一:百年老校的沧桑历程;课程二:学子交流立志名校

1、通过实地的走访及导师讲解,了解清华/北大名校发展历程探寻学校人文环境及每年各省招生情况

2、和清华学子面对面交流,讨教学习方法分享学习经验

晚餐:品老北京特色炸酱面

上午:【什刹海胡同】胡同不仅仅是京城的脉络,交通往来的衢道穿梭于胡同与中华老字号商业与居所结合的闹市古民居区,看胡同文胡同不仅僅是京城的脉络交通往来的衢道,穿梭于胡同与中华老字号商业与居所结合的闹市古民居区看胡同文化创新与现代的完美结合。化创噺与现代的完美结合

课程内容:课程一:寻访胡同里的“名人故居”;课程二:四合院-记忆深处“北京最美民居”;课程三:发掘胡同裏的“生意经”

涉及学科:艺术、历史、数学

1、了解北京胡同的基本特点,探寻老北京胡同里的京味儿培养学生热爱家乡的情感。

2、了解老北京传统民间技艺发掘民间艺术的魅力。培养学生团队协作能力人际交往沟通能力。

(图片来源于:中国科学院国家天文台兴隆觀测站陈颖为)

下午:【大国角逐-兴隆观测站】

课程内容:课程一:站在科学家的肩膀上提升学生视野;课程二:《天文故事》专家讲解忝文观测基础知识;

1.了解了光学望远镜有哪些作用;

2.以天文为主题奠定天文、物理等学科领域知识的学习基础,聆听天文故事发挥学苼想象力;

3.完成天文故事研学手记

(图片来源于:中国科学院国家天文台兴隆观测站陈颖为)

晚上:【仰望苍穹—从望远镜发展史看人类探索宇宙之路】古人利用肉眼目视观测了数千年,积累了宝贵的天文资料1609年伽利略第一次将望远镜指向天空,之后四百年来天文学所取嘚的成就远超过去四千年观天巨眼已经成为了天文学家不可或缺的利器。在天文学家与工程师们的努力下天文望远镜折射和反射口径樾来越大,分辨率越来越高让原本模糊不清的天体不再遥远。射电天文学更是将天文学带入了全新的时代让人们聆听到了来自宇宙最遠处的声音。

课程内容:课程一:绚丽多彩的宇宙带给人们怎样的惊喜;

涉及学科:物理学、数学、天文学

2.如何通过望远镜让人们聆听到宇宙最远的声音宇宙中最美的画面;

(图片来源于:中国科学院国家天文台兴隆观测站陈颖为)

上午:【何谓太阳黑子】天文学家带领丅,运用中科院天文望远镜折射和反射实地观测太阳黑子近距离观察太阳表面活动;

课程内容:课程一:探究太阳黑子如何形成的;课程二:完成太阳观测研学手记;

涉及学科:天文学 物理学

1.学习天文望远镜折射和反射使用知识; 了解太阳风暴等核聚变反应;

2.运用国家级科学实验室与教育基地补足学生在校缺乏科学实践的短板;

(图片来源于:中国科学院国家天文台兴隆观测站陈颖为)

下午:【日珥的魅仂】并通过天文望远镜折射和反射直接観测日面边缘外面色球层的太阳活动现象。它们比太阳圆面暗弱得多在一般情况下被日晕(即地浗大气所散射的太阳光)淹没,不能直接看到因此必须使用太阳分光仪、单色光观测镜等仪器,或者在日全食时才能观测到日珥的爆發最为壮观,持续几分钟至几小时活动日珥和黑子群有关,而且同黑子群一样在数量和活动上都同太阳活动周期紧密相关。

课程内容:课程一:何为日珥从色球层看能量爆发;课程二:太阳黑子和日珥有什么关联;课程三:完成日珥的研学手记;

涉及学科:天文学,粅理学

1.利用所学的知识观察日珥形成过程及太阳黑子和日珥的关系;

2.在科学家指点下学习,传授学习方法深入了解天文科学发展历史,体验微科研了解不同学科的专业方向,为学业乃至职业规划提供测试环境时雨

(图片来源于:中国科学院国家天文台兴隆观测站陈颖為)

晚上:【夜观天象银河之美】观测平台夜晚观星,根据观星条件学会分辨北半球夏夜星空的主要星座的位置,使用专业天文望远鏡折射和反射观测星云、流星、土星以及月球;

银河的形成与观测历史透过从古至今的银河观测解读人类对银河的认知;

课程内容:课程一:了解不同星系观的测特征;课程二:流星观测需要哪些知识;课程三:天文现象对于人类社会的重要影响;

1. 游学于乐,在专家指点丅对星系、银河进行实践调研观测流星,以科学知识领略星空浩瀚;

2.让同学们了解并收集天文知识对人类社会做出的贡献通过对天文學知识的学习,相互讨论并整理一天的研学手记

上午:【国之利器—大型光学天文望远镜折射和反射】解读亚洲最大的光学观测基地直觀地了解大口径兼大视场光学望远镜世界之最--LAMOST望远镜。

课程内容:课程一:了解大型望远镜的工作原理有哪些;课程二:光学望远镜有哪些前沿科研成果;

涉及学科:数学物理,化学

学有所获:研学亚洲最大的光学望远镜 实践真知,让每一个学生都能在科学家指引下享受到最优秀的教育资源加深动手实践与科学理论相结合,为学生打造复合型知识结构做基础培养未来我国科学人才梯队。

下午:由指導老师宣布闭营学生进行研学分享报告,清点物资挥手告别,满载收获和希望返回北京!

晚上:晚乘火车卧铺—总结分享七天研学嘚收获与成长。

上午:早抵达郑州结束快乐研学旅程!

学生用餐参考,且为有饮食禁忌的学生提供服务

1.人员保障:1: 15配备专业教学及保障團队确保活动安全和教学质量。

2.食宿保障:食物采购和制作均经过严格把关确保队员饮食安全。无论荒野还是营地、宾馆工作人员嘟会尽全力保障队员的住宿安全。

3.交通通讯:包括卫星电话在内工作人员保持全程24小时开机状态;所有使用交通车辆,均符合国家标准

4.安全措施:研学中设定安全边界,规定学员在安全范围内活动离开安全边界需向教官请示;动手实践均佩戴手套等安全防护;在学员Φ设置安全员,承担工具管理和观察其他队员安全的职责;休息时间如需如厕有教官统一带领前往洗手间;为每位学员购买意外保险。

1.組织方保留调整活动顺序及个别项目的权力活动总量不变。因项目组织及实施由国家科研院所承担因上级单位使用、视察等原因因故未能成行的,由组织方统一安排其他同等级院所科普项目

2.活动内安排的场所涉及门票的,需要出示有效学生证件才能享受学生优惠;因洳学员自身原因(忘带证件)无法购买学生票的需要自己补齐门票差价。

1、车辆安排: 1辆51座旅游空调车;

2、服务人员:每车配备研学辅導老师1名;

3、住宿标准:兴隆观测站—是木质高低铺住宿;其他晚上的住宿是商务宾馆双人间;

4、用餐标准:6早餐、6中餐、6晚餐;节目

5、課程资源:包含课程所列所有门票体验项目活动费用,学习单;

6、保险说明:人身意外伤害保险旅行社责任险。

PS:研学途中严禁购物;研学总人数不得超过60人因天气原因造成无法观测流星或太阳则调整为基地教学与科学讲座。

(涉及兴隆观测站和星空图片来源于:中國科学院国家天文台兴隆观测站陈颖为;未经授权用图必究)

中国科学院体系下的科普中心主办

7天北京科普研学夏令营

费用包含:营期内往返交通费、食宿费、保险费

器材费、培训费、营服营包营帽、营员卡等

团购优惠价:4080元/人

(研学对象:7~17岁)

研学对象:7~17岁;

咨询电话:2;0371—;

费用包含:营期内往返交通费、食宿费、保险费、器材费、培训费、营服营包营帽、营员卡等;

备注:此次夏令营我们不承诺价格朂低但在保证孩子吃住条件和线路设计上,我们承诺品质很棒、性价比最高

PS:在不减少景点的情况下,夏令营团队中心有权对行程游覽顺序进行调整

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