登陆注册
444700000010

第10章 观天有术:天文观测仪器简介

首先介绍几种中国古代的天文观测仪器吧,这些仪器制造的年代都很久远,并且在当时的世界上绝对是最先进的。我们按照次序依次介绍浑仪、日晷、沙漏、天体仪。

浑仪是我国古代的一种天文观测仪器。在古代,“浑”字含有圆球的意义。古人认为天是圆的,形状像蛋壳,出现在天上的星星是镶嵌在蛋壳上的弹丸,地球则是蛋黄,人们在这个蛋黄上测量日月星辰的位置,因此把这种观测天体位置的仪器叫做“浑仪”。

日晷又称“日规”,是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。其通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”,垂直地穿圆盘中心,起着圭表中立竿的作用,因此,晷针又叫“表”;石制的圆盘叫做“晷面”,安放在石台上,南高北低,使晷面平行于天赤道面,这样,晷针的上端正好指向北天极,下端正好指向南天极。

沙漏又称“沙钟”,是我国古代一种计量时间的仪器。沙漏的制造原理与漏刻大体相同,它是根据流沙从一个容器漏到另一个容器的数量来计量时间。这种采用流沙代替水的方法,是由于我国北方冬天空气寒冷,水容易结冰的缘故。

天体仪,古称“浑象”,是我国古代一种用于演示天象的仪器。我国古人很早就会制造这种仪器,它可以用来直观、形象地了解日、月、星辰的相互位置和运动规律,可以说天体仪是现代天球仪的直接祖先。

天体仪的主要组成部分是一个空心铜球,球面上刻有纵横交错的网格,用于量度天体的具体位置;球面上凸出的小圆点代表天上的亮星,它们严格地按照亮星之间的相互位置标刻。整个铜球可以绕一根金属轴转动,转动一周代表一个昼夜,球面与金属轴相交于两点:北天极和南天极。两个极点的指尖,固定在一个南北正立着的大圆环上,大圆环垂直地嵌入水平大圈的两个缺口内,下面四根雕有龙头的立柱支撑着水平大圈,托着整个天体仪。利用浑象,无论是白天还是阴天的夜晚,人们都可以随时了解当时应该出现在天空的星空图案。

我国东汉天文学家张衡,曾经在天体仪上安装了一套传动装置,利用相当稳定的漏刻的水推动铜球,均匀地绕金属轴转动,每24小时转一圈,这一业绩已载入我国光辉成就的史料库中。后来,唐朝的一行和梁令瓒、宋代的苏颂和韩公廉等人,把天体仪和自动报时装置结合起来,发展成为世界上最早的天文钟。

这些仪器在中国古代天文学的发展中发挥了非常重要的作用,但是它们已经远远跟不上现代天文学的发展节奏,所以,这些古老的天文仪器现在都变成了观赏性物品,没有了任何的天文观测价值。下面我们要说的才是天文观测仪器最重要的一种——天文望远镜。

第一架望远镜于1608年诞生在荷兰,口径为2.5厘米。肉眼能见天体的亮度比此望远镜观测到的最暗天体亮20倍。意大利科学家伽利略得知这个消息后,立即加以研究。经过不断努力,他终于在1609年制成了第一架放大倍数为32倍的天文望远镜。

望远镜的作用首先是能够放大远方物体的张角,使人眼能够看清极远处的东西。其次,望远镜还能起到会聚光线的作用,使人眼能看到光线很暗的物体。望远镜由物镜和目镜两组镜头及其他配件组成。为了减小望远镜的像差,物镜和目镜通常由多个元件组成。望远镜所能收集的最大的光束直径,称为口径。所能观测到的范围称为视场,通常以角度来表示。视场大小和目镜的结构有关,对于同样的目镜,视场直径与放大倍数成反比:放大率越高,视场越小。按物镜的结构,天文望远镜分为折射望远镜、反射望远镜、折反射望远镜。

折射望远镜的物镜由透镜做成。由于单透镜的像差,特别是色差的存在,会严重影响成像质量,使像周围呈现五彩缤纷的颜色,故通常采用由3个透镜或4个透镜组成的复杂物镜来消除色差。图1-14为蔡斯B型折射望远镜。蔡斯公司是最负盛名的光学仪器公司。

折射望远镜的最大口径有所限制,1897年美国建成的叶凯西天文台1.02米折射望远镜是迄今为止世界最大的折射望远镜。

反射望远镜的物镜由反光镜组成。在这种物镜里,光线经过反射,完全无色差。为消除球差,反射物镜的表面都磨成旋转抛物面的形状,现在更趋向于做成旋转双曲面。反射物镜通常由玻璃制成,为了增加反射的效果,往往需要在玻璃表面镀增反膜。图1-15为卡塞格林型反射望远镜。副镜的作用是改变光线的行进方向,改变物镜的焦距。

大型光学反射望远镜主要用于天体物理研究,特别是暗弱天体的分光、测光以及照相工作。中国目前最大的光学反射望远镜是2.16米,目前世界上最大的光学反射望远镜是位于夏威夷的凯克望远镜,直径10米,由36面1.8米的六角型镜面折合而成。

折反射望远镜的物镜既包含透镜又包含反光镜。在这种物镜里,天体的光线要同时受到折射和反射,折反射物镜的主镜是一个球面的反光镜,副镜是一个透镜,用来校正主镜的像差。图1-16为施密特型折反射望远镜。

上面提到的折射望远镜、反射望远镜、折反射望远镜都只能观测发射可见光的物体。其实光作为一种电磁波,除了可见光之外,还有红外线、紫外线、X射线、Y射线等,而这些射线人眼是看不到的,为了检测宇宙中的这些信号,以探测宇宙中的不发光物体,人们又发明了射电望远镜。射电望远镜的形式、种类很多,最简单的是用单个抛物面天线测量某一波长射电总强度的射电望远镜,图1-17是其工作示意图。抛物面天线把来自抛物面轴向的射电波反射集中到位于抛物面焦点的照明器上,通过传输线将信号输送给接收机,接收机把输入的电信号加以放大并改变形式使之被记录下来。作为一种辐射接受器,射电望远镜的一次观测只能得到频率响应范围内的平均功率。

射电望远镜的天线一般做成抛物反射面,它或者用金属拼成,或者用金属线织成网状。由于不像光学望远镜那么精细,所以可以做得很大。现在世界上可转动的单个射电望远镜之冠在德国波恩,其抛物面直径达100米,其次是位于弗吉尼亚的美国国家天文台300英尺(约91.44米)直径的射电望远镜。

1932年,美国贝尔电话实验室的电信工程师卡尔·詹斯基在研究长途电信干扰时用了长30.5米、高3.66米的旋转天线阵。在14.6米波长上他发现一种来源不明的“咝咝”型天电。本来詹斯基的工作可以到此为止,因为上述噪声对无线电通信的影响并不大。但詹斯基并没有放过这微弱的电波,而是继续深入研究,终于确定这咝咝声是来自银河系中心方向的宇宙无线电波,射电天文学从此诞生了。第二次世界大战中,英国的军用雷达接收到了太阳发出的强烈无线电“噪音”,这表明雷达所用的超高频设备也可用于接收太阳和其他天体的无线电信号。战后,这批雷达专家把掌握的雷达测量技术应用到天文观测上,揭开了射电天文学发展的序幕。20世纪60年代的四大天文发现——类星体、脉冲星、星际有机分子和宇宙微波背景辐射,都是射电天文学对人类的杰出贡献。

同类推荐
  • 节约用水科普读本

    节约用水科普读本

    水是生命之源、生产之要、生态之基。节约水资源是促进经济社会持续健康发展的必然要求,是保护水生态环境的根本之策,是建设美丽家园的重要途径。
  • 化学常识速读(速读直通车)

    化学常识速读(速读直通车)

    本书基于向青少年们介绍化学常识的基础,将古往今来无数中外化学家的化学科学研究和实践的成就汇集在一起。并且分别介绍了许多科学家的优秀品质和他们对事业实事求是的科学态度、严谨的学风。同时,还介绍了化学在生活中的实际运用,体现出化学对工农业生产、国防和科学技术现代化以及人们的衣、食、住、行的重要意义。
  • 海洋馆漫游:海底宝藏新探

    海洋馆漫游:海底宝藏新探

    放眼全球,世界上最发达的国家都是海洋大国,经济最活跃的地区都在沿海地区。在当今国际社会,开发海洋、拓展生存和发展空间,已成为世界沿海各国的发展方向和潮流。海洋是一个富饶而未充分开发的自然资源宝库。海洋自然资源包括海域(海洋空间)资源、海洋生物资源、海洋能源、海洋矿产资源、海洋旅游资源、海水资源等。这一切都等待着我们去发现、去开采。青少年认真学习海洋知识,不仅能为未来开发海洋及早储备知识,还能海洋研究事业做出应有的贡献。
  • 广袤绮丽的地理(科普知识大博览)

    广袤绮丽的地理(科普知识大博览)

    本书具有如下特点:1.针对性强。针对青少年的实际需要,选取的均是青少年感兴趣又并未深入了解的信息。2.编排科学。在学科类别的设置上,内容的选择安排上,都有相当的科学性。3.难易适中。既不过于艰深,也不流于肤浅。本书编撰更得到了众多学科专家、学者的高度重视和具体指导。他们的辛劳从书稿的框架结构到内容选择,从知识主题的阐述到分门别类的归集,从编写中的问题争议到书稿最后的审议等全部过程,从而使本书具有很高的权威性、知识性和普及性。
  • 环球风情

    环球风情

    《巅峰阅读文库·我的第一本探索书
热门推荐
  • 无法湮灭的悲怆

    无法湮灭的悲怆

    本书重新还原那段悲抑的历史。当赵登禹挥动大刀倒在血泊、赵尚忐惨死汉奸宵小之手、杨靖宇的弹尽粮绝英雄末路都以细节的方式呈现时,读者如何忍住不哭?当一个团半日之内临阵“升迁五个营长,都壮烈牺牲”,却仍与力量悬殊之敌对峙,当田横五百士的遭遇重演,被日军逼上绝路的八百多名十七岁左右的新兵,在叩拜了天地父母后前赴后继地跳入黄河,读者如何忍住不哭?……哭泣,不只是泪奠英雄,更为那打不垮的民族之精神。
  • 鬼魅血瞳

    鬼魅血瞳

    凌洛熙在回学校的途中目睹了一场车祸,让人不解的是被撞的女人眼睛的瞳孔竟是血一样的红色。被撞死的女人到底是谁?新明大学流传着的恐怖传说,离奇的坠楼事件。在每个死者的手上都留下一个奇怪的布片,布片到底隐藏着怎样的秘密?学校里的神秘的组织是否和这一切有着关联?真的是鬼魂作祟,还是另有隐情?
  • 嫡女棣王妃

    嫡女棣王妃

    “姨娘,夫人似乎断气了~”“哼!这么一碗药都下去了,难道她还能活着不成?”“那这······”一个年纪稍长的人朝着这位称作姨娘的人示意了一下自己手中的婴儿,似乎有些犹豫,“这好歹是个男孩,现在夫人已经死了,如果姨娘把他占为己有,然后得了这府中的中馈······”“嬷嬷?!”女子也不等她的话说完,就打断了她,“你记住了,我恨死了这个女人,她的儿子,只能随着她去,我就是以后自己生不出儿子,抱养别人的,也不会要她的。把他给我扔马桶里面溺了,对外就说一出生就死了!”猩红的嘴唇,吐出来的话却是格外的渗人。嬷嬷还想说什么,动了动嘴,却是一句话也没有说,转身朝着后面放着马桶的地方走去。却是没有发现旁边地上一个穿着有些破旧的衣服的小女孩此刻正瞪大了眼睛看着她们两。这是什么情况?自己不是被炸死了吗?怎么会······于此同时,脑中不断有记忆闪现出来,她们是自己的母亲和刚出生的弟弟啊?!不行,先救人。转头看见旁边谁绣花留下的针线跟剪刀,想到自己前世的身手,拿起一根绣花针就朝着那个嬷嬷飞了过去,却在半路上掉落下来,暗骂一声,这人是什么破身体。却引得那两个人听见动静看了过来。女人阴狠的盯着她,“你居然没有死?”微微眯起眼睛,自己的前身也是被她们弄死的了,看样子她们谁也不会放过,抓起旁边的剪刀就冲了过去。随着几声惨叫声,从此以后,府中府外都传遍了她的“美名”——凤家大小姐心肠歹毒,刺伤了府中无数的人,宛如一个疯子。
  • 帝王绝宠:惊鸿二小姐

    帝王绝宠:惊鸿二小姐

    她是家世显赫的尊贵二小姐,醒来却发现自己丧失所有记忆。王爷们个个向她投来爱慕的橄榄枝,而这一切究竟是真是假?三位王爷的缠爱,皇长孙的温情。她被卷入一场惊天的阴谋中,而这阴谋的主使者,竟是她今生死都不会想到的人!两度失忆,三度成亲,四次辗转。她竟最后与魔为舞!未婚生子,不幸小产。辗转民间,险些丧命。绝世惊鸿,猛然发现,她只不过是一次穿越,来完成另一个女子的后半生。杀戮,争夺。好!她受过的伤害,便要一并讨回!做着千古让人唾骂的妖妃也好!群【89346246】(情节虚构,切勿模仿)
  • 傻子王爷无情妃

    傻子王爷无情妃

    一只毒蝎子,彻底断送了她年轻的生命!别人只知道,那个软弱没主见的女人被迫嫁给一个痴傻呆闷的七皇子。殊不知,她早已不再是“她”!面对痴傻只会憨笑的美男,她气愤难填!你傻,本美女就医好你,谁知医好后,遭到嫌弃,却换来一纸休书,气愤之下,她恨不得与他同归于尽……
  • 下堂相公太妖孽

    下堂相公太妖孽

    在一次执行任务中,不小心中弹身亡,竟意外穿越,,还是穿越到被同一个夫君的其他小妾给卖了的倒霉女人身上,好不容易被救回去,不仅被这位相公嫌弃,还被其他女人欺负,他娶她,只是为了报复她罢了,可她莫羽,也不是等着被吃干抹净的主。无视嫌弃她,她不在乎,反倒让他方寸大乱。栽脏陷害她,她暗自偷换,让这些女人自食恶果。想折磨她,哼,笑话,谁折磨谁,还不一定呢?在明争暗斗的生活中,到底是谁先失了心,谁又为谁关上了心,当他看清一切,想要拉回她时,却又被卷入了另一个漩涡,江湖纷争,仇敌暗杀,宝物争夺,他最终能否如愿以偿找回她的心,而她又最终情归何处?
  • 重生一寒门贵女

    重生一寒门贵女

    ‘言诗诗’:响彻某城的律政俏佳人,人称政界女神。年纪不大,高学历高智商高水准,绝对的“白富美”。人生最值得炫耀的两件事:一,性格是狠绝与可爱的完美结合体,人前滴水不露。二,从未输过关司,但凡她经手的案子无一不赢得漂亮。———————————————————————————————言诗诗:山旮旯里的朴实小村姑,小学三年没毕业,十岁就开始了辛勤的放猪生涯。无机会梳洗打扮,长相不详。人生最值得炫耀的两件事:一,放猪技艺绝佳。二,据说有一个金光闪闪,灼灼其华的富二代律师未婚夫(暗中干黑道营生)。———————————————————————————————当‘言诗诗’成了言诗诗,滟滟风华在人前闪烁,那优雅妩媚的笑容看在众人眼里,打死也不信这是那个只会跟猪打交道的放猪女。多少名门贵介不屑于她,频频挑衅,言诗诗兵来将挡,水来土掩,从容化解。想看她色变出糗,灰土连天的样子,便是想都不要想的事。且看她如何展露风采,颠覆美男心,倾煞众人眼。片断一:身着明艳礼服的女子冲进来,豪放道:“抢亲的,把新郎给我!”婚礼现场一阵轰然动乱。接着西装笔挺的男子从台上缓缓走下,冉冉步伐韵律有秩,勾起嘴角淡淡的笑:“傻啊,打劫政界权贵的女婿。”言诗诗嘟起嘴,他越是这般风度翩翩她越是委屈不爽,雾汽凝了几凝好没骨气的滴下来:“是啊,我就是傻,别人是长大的,我就是傻大的。”男子将人扯进怀里,恶意的按了按,隐隐含笑:“是挺彪,不过这次彪正了,我喜欢!”片断二:秦夜怀揽光裸美艳的如花小娇妻,隐忍之后好事就要得逞。翻云覆雨前身下人出手唤停:“秦夜,停!你不能对我做这种事,我不是你老婆,我是水货。”秦夜从她肩胛里抬头,声音暗哑磁性:“别抬举自己,你分明就是吃货!”低头啃之。言诗诗再唤,软声软语:“秦夜,你要放过我,我感谢你八辈祖宗。”秦夜啃噬得津津有味,声音别味的传出:“你要能为我生个孩子,我八辈祖宗更感谢你!”
  • 少女逃婚记

    少女逃婚记

    被骗了被骗了,她竟然被最亲爱的父母给骗了,把她丢到这座奢侈得恐怖的孤岛上,还多出一个未婚夫。现在都什么年代了?还流行父母包办婚姻?她坚绝要把他甩掉,就算他帅得离谱也要把他甩掉,然后大摇大摆地离开这所谓的世上最奢侈的岛屿
  • 无敌大小姐

    无敌大小姐

    当现代阴狠毒辣,手段极多的火家大小姐火无情,穿越到一个好色如命,花痴草包大小姐身上,会发生怎样的化学反应?火无情一醒过来就发现,自己竟然在众目睽睽之下上演脱衣秀。周围还有一群围观者。这一发现,让她极为不爽。刚刚穿好衣服,便看到一个声称是自家老头的老不死气势汹汹的跑来问罪。刚上来,就要打她。这还得了?她火无情从生自死,都是王者。敢动她的人,都在和阎王喝茶。于是,她一怒之下,打了老爹。众人皆道:火家小姐阴狠毒辣,竟然连老爹都不放在眼里。就这样,她的罪名又多了一条。蛇蝎美人。穿越后,火无情的麻烦不断。第一天,打了爹。第二天,毁了姐姐的容。第三天,骂了二娘。第四天,当众轻薄了天下第一公子。第五天,火家贴出招亲启事:但凡愿意娶火家大小姐者,皆可去火府报名。来者不限。不怕死,不想活的,欢迎前来。警示:但凡来此,生死皆与火家无关。若有残病者火家一律不负法律责任。本以为无人敢到,岂料是桃花朵朵。美男个个很妖娆一号美人:火无炎。火家大少爷。为人不清楚,手段不清楚。容貌不清楚。唯一清楚的是,他有钱。有多多的钱。火无情语录:钱是好东西。娶了。(此美男,由美瞳掩饰不了你眼神的空洞领养。)火老爷一气之下,昏了过去。家门不幸,家门不幸啊。二号美人:竹清月。江湖人称天上神仙,地上无月。大国师一枚。美得惊天动地。火无情语录:美人好,尤其是自带嫁妆又会预测未来的美人,娶了。(此美男,由东de琳琳领养)三号美人:轩辕子玉。当朝七皇子,游历四国。一张可爱无敌的脸。单纯至极。火无情语录:可爱的孩子好,可爱又乖巧的孩子更好。可爱乖巧又不用给钱的孩子,娶了。(此美男,由刘千绮领养)皇帝听闻,两眼一抹黑。他的儿啊。怎么就这么不争气呢。四号美人:天下第一美男。性格不详,籍贯不详。火无情语录:谜一样的美人,她喜欢。每天都有新鲜感。娶了。(此美男,由告别的爱情li领养。)五号美人:天下第一名伶。火无情语录:解风情的美男,如果没钱花把他卖了都不用调教。娶了。(此美男由伊眸领养。)六号美男:解忧楼楼主。相貌不详,身世不详。爱好杀人。火无情语录:凶恶的美人,她喜欢。娶了。(此美男由陈铭铭领养)七号美男:琴圣。貌如谪仙,琴音杀人。冷清眸子中,百转千回,说尽风流。(此美男由伊眸领养)夜杀:天下第一杀手。(此美男由静寂之夜领养)
  • 听总裁们谈经营之道

    听总裁们谈经营之道

    本书从突围举措、行业结构、企业后劲等方面详细解读了50位优秀的企业领导人“重装突围”的应对之道,其中有前瞻性的战略规划,更不乏实际应对的改革措施,希望对目前遭遇企业创立以来最大困难的企业和所有有志于做中国最好企业的创业者有所借鉴、有所启发。