1608年6月的一天,伽利略听说,一个荷兰人把一片凸镜和一片凹镜放在一起,做了一个玩具,可把看见的东西放大。这一夜,伽利略坐在桌子前,蜡烛点了一支又一支,他反复思考着,琢磨着,为什么两个这样的镜片放在一起,就能起放大作用呢?天亮了,伽利略决定自己动手做一个。
他找来一段空管子,一头嵌了一片凸面镜,另一头嵌了一片凹面镜,一个小望远镜做成了。拿起来一看,可以把原来的物体放大三倍。伽利略没有满足,他进一步改进,又做了一个。
他带着这个望远镜跑到海边,只见茫茫大海波涛翻滚,没有一条船。当他拿起了望远镜再看时,一条船正从远处向岸边驶来。实践证明,它可以放大八倍。
伽利略不断地改进着,不断地制造着,最后,他的望远镜可以将原物放大三十二倍。
一天晚上,皎洁的月光洒满大地,伽利略拿起自己的望远镜对准了月亮。咦,月亮并不是象几千年来人们所说的那样光滑无瑕,那上面象地球一样,有高山、深谷,还有火山的裂痕呢!
1746年4月春光明媚的一天、巴黎的市民穿红戴绿、扶老携幼,从四面八方向"巴黎圣母院"教堂前的广场赶去,去观看一场神奇的科学表演。
下午3时,教堂正门台阶上临时搭起的观礼台上,坐满了达官显贵和皇室人员,四周彩旗飘扬,鼓乐齐鸣。表演开始了,为首的神父--巴黎实验物理学校教师诺雷走向观礼台,鞠躬致礼后,让700名修道士手拉手地围成一个直径约270米的半圆圈,他走到圆圈的中心,将一只银光闪闪的玻璃瓶高高举起,大声说:"这瓶子就是这几个月来人们热衷于议论的莱顿瓶,现在我将使各位大人亲眼目睹它的神威。"接着,他令助手拿来摩擦起电机,手摇把柄,向莱顿瓶充电。然后,他让排头的修道士手捧玻璃瓶,再令排尾的修道上用手去握住莱顿瓶中央金属棒引出的导线,就在修道士握住这导线的瞬间,蓦然一声"噼啪"响,700多名修道上同时像触电一样,跳了起来,一个个吓得面如土色。这一触目惊心的场面,使所有的观众都惊得目瞪口呆:小小的玻璃瓶,哪来这么巨大的威力,真是不可思议!
"这威力并不是来自瓶子,而是这莱顿瓶里储藏的电。电将是未来世界的主宰。"诺雷教师讲起了莱顿瓶的发明故事来。
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望远镜小史
17世纪初的一天,荷兰密特尔堡镇一家眼镜店的主人科比斯赫,他为检查磨制出来的透镜质量,把一块凸透镜和一块凹镜排成一条线,通过透镜看过去,发现远处的教堂的塔好象变大而且拉近了,于是在无意中发现了望远镜原理。1608年他为自己制作的望远镜申请专利,并遵从当局的要求,造了一个双筒望远镜。据说密特尔堡镇好几十个眼镜匠都声称发明了望远镜,不过一般都认为利比赫是望远镜的发明者。
望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开了,意大利科学家伽利略得知这个消息之后,就自制了一个。第一架望远镜只能把物体放大3倍。一个月之后,他制作的第二架望远镜可以放大8倍,第三架望远镜可以放大到20倍。1609年10月他作出了能放大30倍的望远镜。
伽里略用自制的望远镜观察夜空,第一次发现了月球表面高低不平,覆盖着山脉并有火山口的裂痕。此后又发现了木星的4个卫星、太阳的黑子运动,并作出了太阳在转动的结论。
几乎同时,德国的天文学家开普勒也开始研究望远镜,他在《屈光学》里提出了另一种天文望远镜,这种望远镜由两个凸透镜组成,与伽利略的望远镜不同,比伽利略望远镜视野宽阔。但开普勒没有制造他所介绍的望远镜。沙伊纳于1613年—1617年间首次制作出了这种望远镜,他还遵照开普勒的建议制造了有第三个凸透镜的望远镜,把二个凸透镜做的望远镜的倒像变成了正像。沙伊纳做了8台望远镜,一台一台地云观察太阳,无论哪一台都能看到相同形状的太阳黑子。因此,他打消了不少人认为黑子可能是透镜上的尘埃引起的错觉,证明了黑子确实是观察到的真实存在。在观察太阳时沙伊纳装上特殊遮光玻璃,伽利略则没有加此保护装置,结果伤了眼睛,最后几乎失明。
荷兰的惠更斯为了提高望远镜的精度在1665年做了一台筒长近6米的望远镜,来探查土星的光环,后来又做了一台将近41米长的望远镜。
使用物镜和目镜的望远镜称为折射望远镜,即使加长镜筒,精密加工透镜,也不能消除色象差,1668年英国科学家反射式望远镜,解决了色象差的问题。第一台反望远镜非常小,望远镜内的反射镜口径只有2.5厘米,但是已经能清楚地看到木星的卫星、金星的盈亏等。1672年牛顿做了一台更大的反射望远镜,送给了英国皇家学会,至今还保存在皇家学会的图书馆里。
牛顿曾认为折色象差不可救药,后来,证明过分悲观。1733年英国人哈尔制成一台消色差折射望远镜。1758年伦敦的宝兰德也制成同样的望远镜,他采用了折光原则不同的玻璃分别制造凸透镜和凹透镜,把各自形成的有色边缘相互抵消。
但是要制造很大透镜不容易,目前世界上最大的一台折射式望远镜直径为102厘米,安装在雅弟斯天文台。
反射式望远镜存在天文观测中发展很快,1793年英国赫瑟尔制做了反射式望远镜,反射镜直径为130米,用铜锡合金制成,重达1吨。1845年英国的洛斯制造的反射望远镜,反射镜直径为1.82米。1913年在威尔逊山天文台反望远镜,直径为254米。1950年在帕洛玛山上安装了一台直径5.08米反射镜的反射式望远镜。1969年在苏联高加索北部的帕斯土霍夫山上装设了直径为6米的反射镜,它是当时世界上最大的反射式望远镜,现在大型天文台大都使用反射式望远镜。