第186章 从地球到月球 落基山上的望远镜
在去年十月二十日募捐活动结束后，炮弹俱乐部主席便拨给剑桥天文台一笔款项，以便造一架巨型光学望远镜。这台仪器无论是折射望远镜还是反射望远镜，都必须有很强的功率，才能清晰地看到月球表面的一个九英尺大的物体。
这两种望远镜之间有一个很大的区别，在此有必要说明一下。折射望远镜由一个镜筒组成，上端有个被称为“物镜”的凸透镜，下端有个被称为“目镜”的透镜。观测者的眼睛是在目镜上观测物体的。发光体发出来的光线，穿过第一面凸透镜，经过折射作用，在焦点上形成一个倒像。观测者从目镜里看到这个被放大了的物体，就像用放大镜看物体一样。因此，折射望远镜的两端是被物镜和目镜堵住的。
相反，反射望远镜的镜筒上端是敞开的。被观测的物体发出的光线通畅地穿入镜筒的上端，射在一面金属凹面镜上，也就是聚光镜上。那些光线从那里反射到一面小镜子上，再从小镜子反射到把物像放大的目镜上。
因此，折射望远镜主要是利用折射作用，而反射望远镜是利用反射作用。所以，前者被称为折射望远镜，后者被称为反射望远镜。制造这些光学仪器最大的困难在于物镜的制作，也就是制作凸透镜或者金属凹面镜。
但是，炮弹俱乐部进行它那伟大的实验的时候，这些仪器已经非常精密，效果也很好。伽利略用他那仅能放大七倍的望远镜观测天体的时代早已过去。从十六世纪起，光学仪器日渐变长、变粗、变大，使人们能够观测到恒星世界前所未有的深度。在当时所使用的折射望远镜中，有俄国的普勒克瓦天文台的望远镜，它的物镜宽达十五英寸；有法国科学家赖尔布尔的望远镜，他的物镜和前者差不多大；最后还有剑桥天文台的望远镜，它的物镜直径为十九英寸。
在反射望远镜中，我们知道有两架功率强大的巨型望远镜。第一架是赫歇尔制造的，长三十六英尺，装有一面四英尺半宽的反光镜，能将被观测物体放大六千倍。第二架设立在爱尔兰的帕森斯顿公园里，归罗斯勋爵所有，它的镜筒长四十八英尺，装有六英尺宽的反光镜，能将物体放大六千四百倍。必须造一个很大的房子，才能安放和操作这架重二万八千磅的仪器。
我们可以看出，虽然这些仪器的体积庞大，但是只能放大六千倍左右。然而，放大六千倍只能将与月球的距离缩短到三十九英里，只能观测到直径为六十英尺的物体，除非这个物体很长。
但是现在准备发射的炮弹只有九英尺宽、十五英尺长，所以必须把与月球的距离缩短到五英里。要想做到这点，就要制造出一架能放大四万八千倍的望远镜才可以。
这就是剑桥天文台碰到的问题。他们没有经费上的困难，有困难的是在物质方面。
首先，要选择是用折射望远镜还是反射望远镜。折射望远镜比反射望远镜有优势。在同样的物镜条件下，它能放大更多的倍数，因为光线穿过凸透镜时比穿过金属反光镜的损失要小。但是，凸透镜的厚度受到限制，因为太厚的话，光线就无法穿过，而且制作这么巨大的透镜很困难，需要花费很长的时间，往往长达数年。
虽然物像在折射望远镜里显得更加明亮，在观测月球这一反光体时也非常好，但是大家还是决定使用反射望远镜，因为制造它不需要很多时间，而且还能增加放大倍数。由于光线在穿过大气层时，其强度会损失很大一部分，所以炮弹俱乐部决定把仪器设在合众国最高的一座山上，以便减少空气层的厚度。
我们上面说过，反射望远镜的目镜，也就是观测者观测时眼睛看的那个透镜，它是产生放大作用的，而物镜的直径越大，焦距越长，物体的放大倍数也就越大。如果想把物体放大四万八千倍的话，物镜必须比赫歇尔和罗斯勋爵的还要大好几倍才行。这就是困难的地方，因为制造这种反光镜是一项很精细的工作。
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