電子望遠(yuǎn)鏡天文望遠(yuǎn)鏡

位于亞特蘭大的佐治亞大學(xué)和佐治亞技術(shù)學(xué)院的研究人員聯(lián)合設(shè)計(jì)一種天文望遠(yuǎn)鏡，觀察力是地面上現(xiàn)有電子望遠(yuǎn)鏡的5000倍。由7個(gè)電子望遠(yuǎn)鏡組成的丫形天文望遠(yuǎn)鏡，能幫助天文學(xué)家尋找新的行星，并比較出與太陽的距離等。

高角分辨率天文 ( CHARA ) 中心的7個(gè)電子望遠(yuǎn)鏡的任何一個(gè)直徑約為3英尺，它們被定位在直徑為1300英尺的圓圈內(nèi)，光不能同時(shí)到達(dá)各電子望遠(yuǎn)鏡，為了使各電子望遠(yuǎn)鏡捕獲的圖像相匹配，CHARA 組的無線電天文學(xué)家將使用 一種近似技術(shù)。

首先，光線在電子顯微鏡中不失真地通過光電管、真空管。在計(jì)算機(jī)控制的電鏡系統(tǒng)調(diào)節(jié)下，圖像從每個(gè)電子顯微鏡中同時(shí)到達(dá)天文臺的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。最后，光束被集中到光盤，在那里光子 ( 集中了光能 )轉(zhuǎn)換成可供計(jì)算機(jī)分析的電信號，產(chǎn)生合成圖像。

電子望遠(yuǎn)鏡簡介

此儀器為測量輻射帶電子分布，估計(jì)空間電子對衛(wèi)星儀器設(shè)備的損傷效應(yīng)而研制。

儀器分三個(gè)能擋，E_ei≥0.25MeV，E_e3≥0.5MeV，E_e3≥0.8MeV。探頭部分采用三塊貫穿式金硅面壘型半導(dǎo)體 探測器構(gòu)成望遠(yuǎn)鏡式結(jié)構(gòu)，具有高的分辨率，噪聲低，線性響應(yīng)好等特性，能夠?qū)㈦娮有盘柡推渌麕щ娏Ｗ?( 如 質(zhì)子、a 粒子等 ) 產(chǎn)生的干擾信號可靠地區(qū)別開來。

儀器經(jīng)過校準(zhǔn)、環(huán)境實(shí)驗(yàn)以及在衛(wèi)星上實(shí)際使用，性能可靠，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，取得了一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

電子望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)思想

為了測量電子的角分布，探頭部分就必須有很小的張角，電路部分必須有快速的響應(yīng)時(shí)間。但太小的張角， 將會帶來很大的統(tǒng)計(jì)漲落；張角太大，又測不出空間角分布。綜合考慮，儀器取全張角為20^。，幾何因子約為0.008c m²·sr。

儀器各擋的末級，采用對數(shù)計(jì)數(shù)率儀輸出，因此響應(yīng)時(shí)間問題十分重要。由于半導(dǎo)體探頭靈敏面積所限，儀器張角過小，致使幾何因子太小，末級的計(jì)數(shù)率很低，尤其是對于第三擋輸出。快速的響應(yīng)時(shí)間，將會給輸出電壓帶來很大的統(tǒng)計(jì)漲落。折衷結(jié)果，取響應(yīng)時(shí)間為衛(wèi)星自旋周期的十分之一。

各擋能閡值的穩(wěn)定性，取決于放大器增益及鑒別器的鑒別閾是否穩(wěn)定，此外，還與探頭工作狀態(tài)有關(guān)。探頭的工作狀態(tài)接近于全耗盡狀態(tài)，即使高壓電源變化百分之五，也基本不影響能閾值。為了保證儀器有盡可能低的噪聲 ( 噪聲計(jì)數(shù)率不超過Icount /s)，探頭的偏壓值不可過高，基本上在150V左右。

電子望遠(yuǎn)鏡工作原理

當(dāng)能量大于0.25MeV的電子穿過第一塊吸收片 ( 兼擋光片 ) 進(jìn)入第一塊探頭時(shí)，便在探頭中損失能量，產(chǎn)生 電子空穴對，被電極收集，形成電荷脈沖。電荷脈沖由電荷靈敏前置放大器轉(zhuǎn)換成電壓脈沖。電壓脈沖的幅度與帶電粒子在探頭的靈敏層中所損失的能量成正比。探頭中信號的大小可由Rohrlich和Carlson公式求得。前置放大器輸出的脈沖再經(jīng)過主放大器進(jìn)一步放大之后，進(jìn)人窗鑒別器。

質(zhì)子以及其他重的帶電粒子，同樣能在探頭中產(chǎn)生電荷脈沖，因?yàn)檫@類脈沖的幅度遠(yuǎn)比上述脈沖的幅度高得 多，足以超過窗鑒別器的上限值，從而被鑒別掉。至于空間中的y射線與x 射線在探頭中產(chǎn)生的干擾脈沖，由于不能達(dá)到窗鑒別器的下限值而被鑒別掉。

由鑒別器來的脈沖在對數(shù)計(jì)數(shù)率儀中被轉(zhuǎn)換成緩變的直流電平，進(jìn)人衛(wèi)星上的發(fā)射機(jī)。這就是第一擋的電信號，即能量大于0.25MeV的空間電子強(qiáng)度。

電子望遠(yuǎn)鏡儀器校驗(yàn)

探測器的能閾是根據(jù)電子在物質(zhì)中的能量損失以及射程能量關(guān)系從理論上計(jì)算出來的，由于電子在物質(zhì)中的能量損失與重粒子情況相比，漲落很大，因此理論計(jì)算是很近似的。另外，由于半導(dǎo)體探測器以及吸收片厚度不均勻性也給計(jì)算帶來一定程度的誤差，在儀器研制出來之后，進(jìn)行校驗(yàn) (尤其是對能閾的校驗(yàn) ) 是十分重要的。

利用各種β放射源可以對能閾作粗略標(biāo)定。為了得到更進(jìn) 一步的能閾數(shù)據(jù)，還用電子加速器對儀器作了精確校驗(yàn)。加速器產(chǎn)生的電子束同時(shí)人射到監(jiān)測器和電子探測器上，用多道分析器測出電子能譜的變化。電子束的能量以C_s¹³⁷放射源的K 轉(zhuǎn)換電子譜線 ( 625kev ) 為標(biāo)準(zhǔn)來對多道分析器進(jìn)行刻度。校驗(yàn)結(jié)果表明，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的。

在第一架望遠(yuǎn)鏡被制造出來幾十年內(nèi)，用鏡子收集和聚焦光線的反射望遠(yuǎn)鏡就被制造出來。在20世紀(jì)，許多新型式的望遠(yuǎn)鏡被發(fā)明，包括1930年代的電波望遠(yuǎn)鏡和1960年代的紅外線望遠(yuǎn)鏡。望遠(yuǎn)鏡這個(gè)名詞現(xiàn)在是泛指能夠偵測不同區(qū)域的電磁頻譜的各種儀器，在某些情況下還包括其他類型的探測儀器。

英文的“telescope”（來自希臘的τ?λε，tele"far"和σκοπε?ν，skopein"to look or see"；τηλεσκ?πο?，teleskopos"far-seeing"）。這個(gè)字是希臘數(shù)學(xué)家喬瓦尼·德米西亞尼在1611年于伽利略出席的意大利猞猁之眼國家科學(xué)院的一場餐會中，推銷他的儀器時(shí)提出的。在《星際信使》這本書中，伽利略使用的字是"perspicillum"。

繪圖望遠(yuǎn)鏡簡史

主條目：望遠(yuǎn)鏡史

關(guān)于望遠(yuǎn)鏡，現(xiàn)存的最早紀(jì)錄是荷蘭米德爾堡的眼鏡制造商漢斯·利普西在1608年向政府提交專利的折射望遠(yuǎn)鏡。實(shí)際的發(fā)明者是誰不能確定，它的發(fā)展要?dú)w功于三個(gè)人：漢斯·利普西、米爾德堡的眼鏡制造商撒迦利亞·詹森（Zacharias Janssen）和阿爾克馬爾的雅各·梅提斯。望遠(yuǎn)鏡被發(fā)明得消息很快就傳遍歐洲。伽利略在1609年6月聽到了，就在一個(gè)月內(nèi)做出自己的望遠(yuǎn)鏡用來觀測天體。

在折射望遠(yuǎn)鏡發(fā)明之后不久，將物鏡，也就是收集光的元件，用面鏡來取代透鏡的想法，就開始被研究。使用拋物面鏡的潛在優(yōu)點(diǎn) －減少球面像差和無色差，導(dǎo)致許多種設(shè)計(jì)和制造反射望遠(yuǎn)鏡的嘗試。在1668年，艾薩克·牛頓制造了第一架實(shí)用的反射望遠(yuǎn)鏡，現(xiàn)在就以他的名字稱這種望遠(yuǎn)鏡為牛頓反射鏡。

在1733年發(fā)明的消色差透鏡糾正了存在于單一透鏡的部分色差，并且使折射鏡的結(jié)構(gòu)變得較短，但功能更為強(qiáng)大。盡管反射望遠(yuǎn)鏡不存在折射望遠(yuǎn)鏡的色差問題，但是金屬鏡快速變得昏暗的銹蝕問題，使得反射鏡的發(fā)展在18世紀(jì)和19世紀(jì)初期受到很大的限制 －在1857年發(fā)展出在玻璃上鍍銀的技術(shù)，才解決了這個(gè)困境，進(jìn)而在1932年發(fā)展出鍍鋁的技術(shù)。受限于材料，折射望遠(yuǎn)鏡的極限大約是一米（40英寸），因此自20世紀(jì)以來的大型望遠(yuǎn)鏡全部都是反射望遠(yuǎn)鏡。目前，最大的反射望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)超過10米（33英尺），正在建造和設(shè)計(jì)的有30-40米。

20世紀(jì)也在更關(guān)廣的頻率，從電波到伽瑪射線都在發(fā)展。在1937年建造了第一架電波望遠(yuǎn)鏡，自此之后，已經(jīng)開發(fā)出了各種巨大和復(fù)雜的天文儀器。

繪圖望遠(yuǎn)鏡類型

望遠(yuǎn)鏡這個(gè)名詞涵蓋了各種各樣的儀器。大多數(shù)是用來檢測電磁輻射，但對天文學(xué)家而言，主要的區(qū)別在收集的光（電磁輻射）波長不同。

望遠(yuǎn)鏡可以依照它們所收集的波長來分類：

• X射線望遠(yuǎn)鏡：使用在波長比紫外線更短的電磁波。

• 紫外線望遠(yuǎn)鏡：使用于波長比可見光短的電磁波。

• 光學(xué)望遠(yuǎn)鏡：使用在可見光的波長。

• 紅外線望遠(yuǎn)鏡：使用在比可見光長的電磁波。

• 次毫米波望遠(yuǎn)鏡：使用在比紅外線更長的電磁波。

• 非涅耳成像儀：一種光學(xué)透鏡技術(shù)。

• X射線光學(xué)：某些X射線波長的光學(xué)。

隨著波長的增加，可以更容易地使用天線技術(shù)進(jìn)行電磁輻射的交互作用（雖然它可能需要制作很小的天線）。近紅外線可以像可見光一樣的處理，而在遠(yuǎn)紅外線和次毫米波的范圍內(nèi)，望遠(yuǎn)鏡的運(yùn)作就像是一架電波望遠(yuǎn)鏡。例如，觀測波長從3微米（0.003mm）到2000微米（2毫米）的詹姆士克拉克麥克斯威爾望遠(yuǎn)鏡（JCMT），就使用鋁制的拋物面天線。另一方面，觀察從3μm（0.003毫米）到180微米（0.18 毫米） 的史匹哲太空望遠(yuǎn)鏡就可以使用面鏡成像（反射光學(xué)）。同樣使用反射光學(xué)的，還有哈伯太空望遠(yuǎn)鏡可以觀測0.2μm（0.0002 毫米）到1.7微米（0.0017 毫米），從紅外線到紫外線的第三代廣域照相機(jī)。

防水望遠(yuǎn)鏡A、 普通防水望遠(yuǎn)鏡

這類防水望遠(yuǎn)鏡即日常戶外使用碰到水源或其它液體后，擦干即可，但僅限于少量水珠的情況下。

若遇到強(qiáng)水壓，鏡片就會耐不住壓力而破裂，這樣，望遠(yuǎn)鏡也就報(bào)廢了；

普通防水望遠(yuǎn)鏡常見于普通望遠(yuǎn)鏡，即國產(chǎn)、日本和其它大眾品牌，一般說的防水就是指普通防水。

防水望遠(yuǎn)鏡B、 水壓式防水望遠(yuǎn)鏡

這類望遠(yuǎn)鏡多見于航海望遠(yuǎn)鏡，航海望遠(yuǎn)鏡一般都要求具備水壓式防水功能，并且要詳細(xì)指出所能防的水深是多少米。

水壓式防水望遠(yuǎn)鏡遇到強(qiáng)水壓則具備一定的抗壓能力，一定水深范圍內(nèi)不會破裂。

這是航海望遠(yuǎn)鏡的必備需求。水壓式防水望遠(yuǎn)鏡多見于航海望遠(yuǎn)鏡和一些高端望遠(yuǎn)鏡，如視得樂過半的產(chǎn)品型號都支持水壓式防