望遠鏡。発明と生産の歴史

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望遠鏡。発明と生産の歴史

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望遠鏡は、電磁放射 (可視光など) を収集することによって遠くのオブジェクトを観察するのに役立つ機器です。

現代の望遠鏡

眼鏡のように、スポッティングスコープは科学から遠く離れた人によって作成されました。デカルトは、彼の屈折光学で、この重要な発明について次のように述べています。鏡や燃えるガラスを配置するのが好きで、さまざまな形のレンズを持っていた「科学を学んだことのない男」は、凸面と凹面のガラスの組み合わせを調べることにし、XNUMXつにうまく設置しました。彼が最初のスポッティングスコープをまったく予期せず受け取ったパイプの端。彼らは彼が眼鏡で遊んでいる子供たちによって促されたと言います。

このように、最初のスポッティングスコープは1608世紀の初めにオランダで登場しました。また、メシウスに加えて、一度に数人が独自に発明したものです。彼らは皆、光学科学者ではなく、普通の職人でした。そのうちの1610人、ミデルブルグ出身のスペクタクル職人であるジョンレッパーシーは、XNUMX年に彼が作成したパイプを三部会に提示しました。この目新しさを聞いて、有名なイタリアの科学者ガリレオガリレイは、XNUMX年に次のように書いています。目から見て、まるで近くにいるかのようにはっきりと区別できるようになります。」

ガリレオは望遠鏡の動作原理を知りませんでしたが、光学の法則をよく知っていて、すぐにその装置について推測し、望遠鏡を自分で設計しました。

「最初に鉛管を作りました」と彼は書いています。「その両端にXNUMXつの眼鏡を置きました。両方とも片側が平らで、一方は凸面、球形、もう一方は凹面でした。目を置くことによって凹型のガラスで、十分に大きくて近くにある物体を見ました。実際、自然の目で見たときのXNUMX倍、XNUMX倍の大きさのように見えました。その後、XNUMX倍以上に拡大された物体を表すより正確なチューブを開発しました。この後、努力も手段もせずに、自然の能力の助けを借りて見たときよりもXNUMX倍大きく、XNUMX倍以上も見たときに物事が透けて見えるほど優れた器官を自分で構築したことに気づきました。。

メガネ用レンズとスポッティングスコープ用レンズの品質がまったく違うはずだと最初に気付いたのはガリレオでした。 XNUMX個のグラスのうち、スポッティングスコープでの使用に適したのはXNUMXつだけでした。彼はこれまでにないほどレンズ技術を完成させました。これにより、彼は XNUMX 倍の倍率の望遠鏡を作ることができましたが、眼鏡職人の望遠鏡は XNUMX 倍しか倍率がありませんでした。

ガリレオの望遠鏡

ガリレオ望遠鏡はXNUMX枚のガラスで構成されており、そのうちのXNUMXつは物体に面する（目的）は凸面、つまり光線を集め、もうXNUMXつは目に面する（接眼レンズ）は凹面の散乱ガラスでした。物体からの光線はレンズ内で屈折しましたが、画像を出す前に接眼レンズに当たって散乱しました。このような眼鏡の配置では、光線は実際の画像を作成しませんでした。それはすでに目自体によって形成されていました。目自体は、いわば、チューブ自体の光学部分を構成していました。

レンズOは、その焦点に、観察された物体の実像baを与えました（この画像は、画面上でそれを撮ることによって見ることができるように、反対です）。しかし、画像とレンズの間に取り付けられた凹面接眼レンズO1は、レンズからの光線を散乱させ、それらが交差することを許さなかったため、実際の画像baの形成を妨げました。発散レンズは、最適な視距離にある点A1とB1で物体の虚像を形成しました。その結果、ガリレオはオブジェクトの架空の拡大された直接画像を受け取りました。

望遠鏡
ガリラヤ管内の光線の経路

望遠鏡の倍率は、接眼レンズの焦点距離に対する対物レンズの焦点距離の比率に等しくなります。任意の大きな倍率が得られるように思われます。ただし、技術的な可能性があるため、大幅な増加には限界があります。大径のガラスを研削することは非常に困難です。また、焦点距離が長すぎると、チューブが長すぎて使用できませんでした。フィレンツェの科学史博物館に保管されているガリレオの望遠鏡の研究によると、彼の最初の望遠鏡は14倍、19番目は5倍、34番目は6倍の倍率を示しました。

ガリレオは望遠鏡の発明者とは言えませんが、30世紀初頭までに光学に知られている知識を使用して、科学的根拠に基づいて望遠鏡を作成し、科学研究のための強力なツールに変えたのは間違いありません。。彼は望遠鏡を通して夜空を見た最初の人でした。それで彼は彼の前に誰も見たことがなかった何かを見ました。まず、ガリレオは月を考えようとしました。その表面には山と谷がありました。山と圏谷の頂上は太陽の光の中で銀色に輝き、谷間では長い影が黒くなりました。影の長さを測定することで、ガリレオは月の山の高さを計算することができました。夜空で、彼は多くの新しい星を発見しました。たとえば、プレアデス星団には80を超える星がありましたが、以前は8つしかありませんでした。オリオン座の星座では、XNUMXではなくXNUMXです。以前は明るいペアと見なされていた天の川が望遠鏡で崩れ、膨大な数の個々の星になりました。

ガリレオの驚いたことに、望遠鏡の星は、ハローを失ったため、肉眼で観測したときよりもサイズが小さく見えました。一方、惑星は月のように小さな円盤として表されていました。パイプを木星に向けると、ガリレオはXNUMX人の小さな著名人が惑星と一緒に宇宙を移動し、惑星に対する位置を変えていることに気づきました。 XNUMXか月の観測の後、ガリレオはこれらが木星の衛星であると推測し、木星のサイズが地球の何倍も大きいことを示唆しました。金星を考慮して、ガリレオは月と同様の位相を持っていることを発見しました。したがって、太陽を中心に回転する必要があります。最後に、紫色のガラスを通して太陽を観察すると、彼はその表面に斑点を見つけ、それらの動きから、太陽がその軸の周りを回転していることを確認しました。

これらの驚くべき発見はすべて、望遠鏡のおかげで比較的短期間でガリレオによってなされました。彼らは同時代の人々に素晴らしい印象を与えました。秘密のベールが宇宙から落ちたようで、それは人間にその最も内側の深さを明らかにする準備ができていました。当時の天文学への関心がどれほど大きかったかは、イタリアでのみガリレオがすぐに彼のシステムのXNUMX台の機器の注文を受けたという事実からわかります。

ガリレオの発見を最初に評価したのは、当時の別の傑出した天文学者、ヨハネス・ケプラーでした。 1610 年、ケプラーは 1613 つの両凸レンズで構成される、根本的に新しい設計のスポッティングスコープを考案しました。翌年、彼は望遠鏡と光学機器全般の理論を詳細に調べた主要な著作である Dioptric を発表しました。ケプラー自身は望遠鏡を組み立てることができませんでした-そのため、彼には手段も資格のある助手もいませんでした。しかし、XNUMX 年に、ケプラーの計画に従って、別の天文学者シャイナーが望遠鏡を製作しました。

ケプラー望遠鏡の装置

多くの科学者が、ガリレオよりも強力な望遠鏡を自分で作り始めました。チューブの長さが30、40メートル、またはそれ以上に達した一方で、1664倍の増加を達成した人もいました。この記録は、600 年に倍率 98 倍の望遠鏡を作ることに成功した天文学者オズに属しているようです。チューブの長さは1672メートルでした。オズがこのような不器用な装置で観察するのに苦労したことは容易に推測できます。 XNUMX 年、アイザックニュートンはこの問題を部分的に解決することに成功し、レンズが凹面の金属鏡である望遠鏡 (反射鏡と呼ばれる) の新しい設計を提案しました。

ニュートン望遠鏡装置

言われていることすべてから、望遠鏡の作成が科学一般、特に光学の真の革命を示したことは明らかです。精密光学は、世界を理解するための新しい手段として科学に参入しました。

著者：Ryzhov K.V.

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