| 词条 | 牛顿望远镜 |
| 释义 | § 简介 牛顿望远镜 中文名称：牛顿望远镜 英文名称：(1)Newtonian telescope;(2)Isaac Newton Telescope;INT 定义： (1) 在反射望远镜主镜的焦点前放置一块与光轴倾斜为45°的平面镜，将焦面引出到镜筒一侧便于进行观测的一种反射望远镜。 (2) 英国建造的，以牛顿命名的一架口径2.5m的光学望远镜。 所属学科：天文学（一级学科）；天文仪器（二级学科） 牛顿望远镜是一种反射型望远镜，它的物镜是反射镜（太空里的哈勃望远镜就是牛顿望远镜的结构），和伽利略望远镜、双筒望远镜是不同的。牛顿望远镜是用反射型物镜，所以在这一环节上它没有色差。 牛顿望远镜，使用平面镜作为副镜的反射望远镜，在镜筒中心将星光反射到镜筒外聚焦。该望远镜的光学设计结合了施密特摄星仪和牛顿式反射望远镜的元素。这个系统将牛顿式反射望远镜的抛物面镜换成球面镜，因而产生了球面像差。但就像施密特-卡塞格林望远镜一样，使用施密特修正板予以修正。次镜则承袭牛顿式反射望远镜采用椭圆形的平面斜镜。 § 其原理 牛顿望远镜 1670年，英国数学家、物理学家牛顿制成了他的反射望远镜。它原理是使用一个弯曲的镜面将光线反射到一个焦点上。这种设计方法比使用透镜将物体放大的倍数高出数倍。 牛顿在经过多次研制非球面的透镜都不成功后，才决定用球面反射镜作为望远镜主镜。他把2.5厘米直径的金属磨制成一个凹面反射镜，并在主镜的焦点前放了一个与主镜成45度角的反射镜，使经主镜反射后的会聚光经反射镜后以90度角反射出镜筒后到达目镜。现在所有的巨型望远镜大多属于反射望远镜，牛顿望远镜为反射望远镜的发展辅平了道路。 牛顿反射望远镜采用抛物面镜作为主镜，光进入镜筒的底端，然后折回开口处的第二反射镜（平面的对角反射镜），再次改变方向进入目镜焦平面。目镜为便于观察，被安置靠近望远镜镜筒顶部的侧方。牛顿反射望远镜用平面镜替换昂贵笨重的透镜收集和聚焦光线，从而使您的每一分钱提供更加多的光线会集的力量。 牛顿反射望远镜系统使您能拥有焦距长达1000mm而仍然相对地紧凑和便携的望远镜。因为主镜被暴露在空气和尘土中，牛顿反射器望远镜要求更多维护与保养。然而，这个小缺点不阻碍这个类型望远镜的大众化，对于那些想要一台价格经济，但仍然可以解决观测微弱，遥远的目标的用户来说，牛顿反射望远镜是一个理想的选择。 由于光学系统的原理，牛顿望远镜的成像是一个倒像，倒像并不影响天文观测，因此牛顿反射望远镜是天文学使用的最佳选择。通过正像镜等附加镜头，可以将图像校正过来，但会降低成像质量。 牛顿望远镜的光学设计结合了施密特摄星仪和牛顿式反射望远镜的元素。这个系统将牛顿式反射望远镜的抛物面镜换成球面镜，因而产生了球面像差。但就像施密特-卡塞格林望远镜一样，使用施密特修正板予以修正。次镜则承袭牛顿式反射望远镜采用椭圆形的平面斜镜。 [1] § 其优缺点 牛顿望远镜 一、牛顿远镜的优点： 1、和折射和折反望远镜，同样口径成本最低，因为大口径的反射镜比透镜的生产成本低很多。 2、紧凑合理，便携性好，焦距可达1000mm以上。 3、由于焦比普遍较短(f/4到f/8)，更容易的获得较大的视野，具有较好的微弱深空天体观测性能，例如遥远的星系、星云和星团(但不是很方便，难度大于折反望远镜)。 4、长焦距的牛顿式望远镜可以获得卓越的行星外观，具有较好的月球和行星的观测性能。 5、由于采用反射镜作为主镜，无色差。 6、由于光线无须穿透物镜（它只从镜子的表面反射），所以不需要特别的玻璃材料，只需要能掌握住正确的反射面形状，且只需要处理一个表面（折射镜通常需要处理四个表面），因此非常适合非专业人士自制DIY。 7、目镜的位置在望远镜统前端，与短焦比结合可以使用短而紧凑的架台系统，减少费用和增加便利性。 二、牛顿望远镜的缺点： 1、 一般不适合地面应用。 2、容易产生彗形像差，造成影样偏离轴心扩散的变形现象。这种扩散在光轴上为零，随着镜子的视域呈线性的增加，也与焦距除以口径的商（焦比）的平方反比来扩散。 通常在焦比大于f/6的系统，彗形像差已经可以忽略掉，不会影响目视或摄影的结果。 焦比小于f/4的系统，虽然不能忽视彗形像差，但可以借由广视野和低倍率成像来避免。 透镜也可以用在修正牛顿主镜的彗形像差上，让影像恢复原有的明锐（所谓的“施密特-牛顿式”）。 3、由于第二反射镜在光路的中间，会遮蔽掉部分的光线，支撑结构还会造成衍射形成所谓的“蜘蛛网”，并且降低对比（相对折射望远镜略有光线损失）。使用二或三支脚的支撑可以减少视觉上的“蜘蛛网”。减少衍射的肩峰值强度更可以以四的因次有效的增强对比，但圆形的“蜘蛛网”通常是因支撑不稳，而由风造成摆动形成的惩罚。虽然四只脚的支撑能比三只脚更有效的消除“蜘蛛网”，但三支脚造成的“蜘蛛网”会给人一种审美上的良好观感。 4、牛顿反射望远镜的校准是个问题。主镜和次镜的准直性会因为运输和操作时的震动而偏离，这意味着望远镜可能在每次使用前都需要校准。 [2] § 贡献突出 牛顿望远镜 欧洲空间局的XMM-牛顿X射线天文台迎来了10周年庆。在10年的运转期间，这一非凡的轨道天文台为天文学的每个领域都提供了新的数据。从我们的宇宙后院到更远的宇宙空间，XMM-牛顿都改变了我们对太空的认识。 1999年12月10日，一枚阿里安5型火箭携带着10米长的XMM-牛顿卫星从法属圭亚那的库鲁（Kourou）航天发射场升空。卫星花费了8天进入环绕地球的工作轨道，这是一条大偏心率的椭圆轨道，可以到达地月距离的1/3之远。随后不久，XMM-牛顿的三架镀金反射镜模块开始将X射线聚焦到5架仪器上。光学监控照相机可以让天文学家定位目标。最初的稳定新数据溪流幻化成了洪水，现在已经有超过2200篇研究论文是根据XMM-牛顿的观测撰写的。 欧空局的任务科学家诺伯特·沙特尔（Norbert Schartel）说：“对于太空任务来说，10年是很长的。我们在天文学的每一方面都取得了进步。” 来自宇宙的X射线辐射一般是在最为极端条件中产生的，通常来自激烈的天体现象。它可以由环绕着中子星和黑洞等天体的强引力场或磁场产生，或者是在星系团内气体云碰撞的时候形成。 XMM-牛顿长于研究黑洞，或者更确切地说是黑洞的环境。通过证认铁元素发出的X射线辐射，它可以探测到黑洞使周围的时空扭曲的方式。它揭示出了特大质量黑洞生长并且驱动宇宙中质量最大的星系演化的途径，追溯了最大尺度的宇宙结构——星系团的发展。它还跟踪了恒星爆发产生并散布的重元素，测量了年轻的类太阳恒星强烈的磁场活动。 在距离地球更近处，XMM-牛顿发现，火星拥有比先前的设想大得多的大气层。这颗红色星球稀薄的外层（也就是外大气层）延展到了6倍火星半径的地方。它的观测表明，来自外太阳系的冰质彗星会发出X射线辐射。也许XMM-牛顿最奇异的结果是，它在一颗552光年以外的中子星上定位出了一个热斑。热斑的宽度只有60米，在地球轨道上清晰地看到了如此小的斑块。之后该卫星对其他两颗中子星也作出了类似的发生。 XMM-牛顿在暗物质（假设中的一种物质，据信其总质量是普通物质的5倍）的研究中扮演了自己的角色。一类受青睐的暗物质粒子衰变时会释放出X射线或者伽玛射线，XMM-牛顿在星系团中搜寻过这些“衰变线”，但是没有找到任何东西，这帮助理论家限制了他们的观点。 今天，XMM-牛顿仍旧位处天文学的前沿，为全球范围内约2000位天文学家提供数据，这些天文学家现在每年可以撰写出大约300篇经过评议的论文。每一秒的观测时间都要经过高度竞争获取，每当任务小组提交新的观测提议，天文学家通常申请的时间是可提供的7倍。 至于未来，还有大量需要研究的东西。早年的伦琴望远镜为125000个X射线源编目，而XMM-牛顿只研究了其中的4300个。卫星甚至在升空10年后都保持了极佳的状态。沙特尔说：“从技术上说，没有什么阻止我们继续观测10年的东西。” |
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