Telescopes for the 1980's pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Burbidge, G./ Hewitt, A.

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isbn号码:9780824329020

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• 天文学
• 望远镜
• 光学
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天文学的黎明：19世纪观测仪器的演进与重大发现 图书简介 本书深入探讨了19世纪，一个天文学发生翻天覆地变革的时代，从望远镜的制造技术到由此引发的宇宙观的重塑。它聚焦于那个时期领先的观测仪器——特别是大型折射望远镜和反射望远镜的结构、材料科学的进步，以及这些工具如何被天文学家用于探索深空和太阳系的奥秘。 第一部分：光学革命的基石 (1800-1850) 19世纪初，天文学家们在观测上仍受制于前一个世纪的仪器设计。然而，随着工业革命的深入，对更高精度和更大口径望远镜的需求变得日益迫切。本部分详细考察了当时望远镜制造领域的主要挑战：色差的克服和镜面加工的精度问题。 一、消色差的突破与折射望远镜的黄金时代 虽然约翰·道芬·弗劳恩霍费（Joseph von Fraunhofer）在18世纪末就奠定了消色差物镜的基础，但直到19世纪中叶，玻璃冶金技术的进步才使得制造出直径超过八英寸的完美消色差透镜成为可能。书中追溯了英国和德国光学工坊之间的竞争，特别是威廉·哈德利（William Hadley）和他的继承者们如何完善了透镜的研磨技术。我们详细分析了当时流行的“克朗”和“燧石”玻璃组合的性能指标，以及如何通过计算和实践来优化焦距比，以最小化球差和色差。 这一时期的代表性成果是1824年由格奥尔格·冯·拜耳（Friedrich Bessel）在柯尼斯堡天文台使用的多面组合系统，这套系统极大地提高了对恒星视差测量的精度。本书通过对这些早期大型折射镜的详细技术图解，展示了当时机械工程如何支撑着精密光学的发展。 二、反射镜的复兴：银板的挑战与机遇 折射望远镜的局限性——制造大口径透镜的难度和材料的固有吸收——促使天文学家们重新审视反射望远镜。然而，早期的反射镜主要依赖于涂有银或锡汞合金的黄铜基底。本部分重点介绍了威廉·赫歇尔（William Herschel）的遗产，以及随后的挑战者们如何改进反射器的设计。 关键的进展在于反射镜的镀膜技术。书中详述了“银镜”工艺的细节，包括如何通过化学还原法在玻璃基底上沉积一层均匀的银膜。尽管银膜容易氧化和变质，但它提供的清晰图像是当时折射镜无法比拟的。我们特别关注了威廉·洛厄尔（William Lassell）在1840年代建造的12英寸和后来的24英寸反射镜，这些仪器首次成功观测到了海王星的卫星，并为开普勒定律的验证提供了新的证据。 第二部分：仪器与深空探索 (1850-1880) 随着工业规模的生产能力提升，望远镜的口径开始以惊人的速度增长，这直接推动了对“新”天体的发现。 一、赤道仪与精密跟踪 大型望远镜的重量和对长时间曝光的需求，迫使机械工程师设计出更稳定、更精确的跟踪系统。本书细致描述了“赤道仪”在这一时期的设计演变。早期的赤道仪依赖于水钟或机械计时器进行跟踪，容易出现“漂移”。书中对比了早期由詹姆斯·南史密斯（James Nasmyth）推广的重型铸铁框架设计，与后来引入的“平衡式”赤道仪的优势。这些改进使得对彗星和移动小行星的跟踪变得可靠，同时也为后来的照相天文学奠定了基础。 二、光谱学的整合：光线的秘密 19世纪中叶，物理学与天文学的联姻催生了光谱学。本书探讨了如何将早期棱镜和衍射光栅整合到望远镜的目镜或焦平面上。这并非简单的配件安装，而是要求光学系统能够准确地聚焦不同波长的光线，同时保持极高的机械稳定性。我们分析了罗伯特·邦森（Robert Bunsen）和古斯塔夫·基尔霍夫（Gustav Kirchhoff）的理论如何被应用于观测太阳大气和恒星的化学成分。例如，如何利用望远镜识别出太阳光谱中的“夫琅禾费线”，并将其与地球上已知元素的特征谱线进行比对，从而揭示了天体化学的普遍性。 三、行星观测的新纪元 大型望远镜使得对太阳系内行星的细节观测成为可能。书中详细记录了这一时期，天文学家利用这些新仪器对火星表面特征的绘制工作。例如，对火星运河（尽管后被证明是光学错觉）的早期“发现”，正是因为新的高放大倍率和高分辨率望远镜使得微弱的表面对比度可见。同时，对木星和土星云带的清晰成像，也为行星大气研究提供了早期的定量数据。 第三部分：反射镜技术的飞跃与玻璃的反击 (1880-1900) 世纪末，技术竞赛达到了高潮，反射镜设计开始超越折射镜在口径上的限制，但折射镜设计也找到了新的出路。 一、卡塞格林系统的崛起与玻璃反射镜的诞生 反射望远镜的设计开始从牛顿式转向更紧凑的卡塞格林（Cassegrain）或格里高利（Gregorian）系统，以避免大型一次镜在长时间观测中因自身重量而变形。关键的突破在于反射镜的材料选择。锡汞合金逐渐被淘汰，取而代之的是更稳定的“镀银玻璃镜”。这本书详述了法国皮埃尔·塞缪尔·西蒙·拉珀森（Pierre-Antoine Laperdrix）和英国安德鲁·格雷厄姆（Andrew Graham）等人如何成功地将抛光玻璃的平整度与银的反射效率结合起来，制造出直径数英尺而能保持数年稳定性的主镜。 二、追求极致的折射镜：美国的“巨型”挑战 尽管面临反射镜的竞争，美国的一些天文学家和富有的赞助人（如亨利·霍珀·霍顿，Henry Hopper Horton）坚信折射镜在稳定性和清晰度上仍有潜力。他们资助了口径不断扩大的项目，目标是突破30英寸的门槛。书中分析了制造36英寸甚至40英寸折射镜所遭遇的物理学限制——玻璃的质量控制、透镜的边缘应力，以及支撑系统的复杂性。这些庞大的折射镜，虽然在结构上极为脆弱且昂贵，但它们在特定波长下的稳定表现，使其在当时仍具有不可替代的地位。 结语：迈向现代天文学的桥梁 19世纪的望远镜，是人类对宇宙好奇心与工业制造能力完美结合的产物。从早期的黄铜和锡汞，到后期的精密光学玻璃和镀银反射镜，这些仪器的演进不仅是工程史上的里程碑，更是天文学从定性描述转向定量分析的关键转折点。本书的结论部分强调了这些大型仪器如何为20世纪的相对论、星系分类以及宇宙膨胀理论的提出，提供了必要的、精确的观测基础。它们是连接伽利略时代目视观测与现代光电探测时代的坚实桥梁。

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这本书成功地捕捉了八十年代天文观测技术的一个关键转折点。在那个时期，计算机辅助设计和制造正在缓慢进入这个领域，但大部分设备仍依赖于传统的光学加工技术。作者对这两种趋势并存的现象进行了细致的观察和记录。他不仅关注了主镜和目镜这些核心部件，还对早期的电子跟踪系统、导星仪的自动化发展表达了浓厚的兴趣和审慎的乐观。他对于电子技术介入传统光学领域的担忧和期待并存，这种复杂的情绪在行文间流露无遗，让人感受到那个时代技术变革带来的冲击。与其说这是一本关于“望远镜”的书，不如说它是一部关于“工具如何塑造观测者视野”的历史侧写。它详实地记录了那个十年间，我们是如何借助有限的工具，去触摸无限的宇宙，这份历史感是极其宝贵的。

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这本书最让我感到震撼的是，它展现了那个年代的天文社区的活力与局限性。在互联网尚未普及的背景下，信息传播的缓慢和设备获取的困难，使得每一份来自制造商的技术文档和每一篇业余高手的观测报告都显得弥足珍贵。作者似乎也充分理解这一点，因此在描述一些罕见或新型的配件时，他的语气中带着一种“知识共享”的迫切感。我记得他详细描述了如何自己动手打磨一个抛物面主镜的步骤，那简直是一份近乎于“密笈”的指南，里面详细到砂纸的目数递进和研磨盘的形状控制。这并非是鼓励大家去做高难度工作，而是在强调，在那个资源受限的环境里，知识和动手能力才是区分“拥有者”和“使用者”的关键。阅读这本书，能让人深刻体会到，真正的乐趣往往在于探索和克服技术障碍的过程，而非仅仅是按下快门。

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从文学角度来看，这本书的写作风格是极其务实的，几乎没有冗余的辞藻，每一个句子似乎都是为了传递信息而存在的。它更像是那个时代天文学家对同行的一次深度技术交流会，而不是一本面向大众的科普读物。书中对于不同望远镜在观测行星、深空天体，乃至彗星追踪方面的应用差异，进行了极具洞察力的对比。例如，他对彗星观测时，如何权衡视场大小和放大倍率的论述，显示了作者丰富的实战经验。他会明确指出，在追踪一颗快速移动的彗星时，一个笨重的赤道仪带来的麻烦，远远大于它在长时间曝光中带来的稳定好处。这种基于实际操作痛点的分析，是任何纯理论书籍无法提供的。读完之后，你会感觉自己好像完成了一期高强度的专业培训课程，对望远镜的“脾气秉性”有了更深入的了解和尊重。

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这部书，初看书名还以为是本厚重的教科书，结果翻开后才发现，它更像是一本充满激情的个人见解集合。作者对当时（指上世纪八十年代）天文观测领域的热情简直要从纸页里溢出来了。我特别欣赏他那种深入浅出的叙事方式，不像有些技术手册那样冷冰冰的公式堆砌，而是充满了对光线、镜片和宇宙奥秘的好奇心。比如，书中对折射镜与反射镜优缺点的分析，他不是简单地罗列参数，而是会结合实际观测的场景来阐述，让你仿佛身临其境，站在那个时代的天文台上，亲手调试着设备。他对于望远镜的选型和维护，给出了许多非常实用的建议，这些建议即便是放在现在来看，也依然有其借鉴意义，至少帮你理解了老式光学设备背后的设计哲学。文字的韵律感很强，读起来非常流畅，让人愿意一页一页地往下翻，探索作者是如何看待那个被誉为“业余天文黄金时代”的十年的。总的来说，这是一本带有强烈时代烙印，但核心技术见解却经久不衰的佳作。

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我对这本书的整体印象是，它试图在那个特定时间点，为广大天文爱好者提供一份详尽的“市场导购”和“技术入门指南”。作者的视角非常贴近普通消费者，他深知八十年代初，高质量天文设备对普通人来说意味着什么——往往是巨大的财务投入和信息不对称。书中花了大量篇幅去剖析当时市面上主流的几家制造商的产品线，从入门级的小型折射镜到中型的施密特-卡塞格林系统，都有细致的结构分解和性能预估。我尤其喜欢他那段关于“不要迷信口径，要看光学素质”的论述，简直是醍醐灌顶。他用具体的例子说明，一个经过精心研磨的F/10 6英寸望远镜，实际表现可能远超一个粗制滥造的F/5 8英寸设备。这种对光学纯粹性的追求，贯穿了全书，使得这本书不仅仅是一本设备指南，更是一种对观测精神的培养。不过，坦白说，对于完全不了解光学基础的纯新手来说，中间某些关于消色差和场曲的讨论会略显晦涩，需要一定的耐心去消化。

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