Lịch sử phát triẻn của kính thiên văn

Lịch sử và thành tựu
KÍNH THIÊN VĂN
Chào mừng thầy cô và các bạn
Nhóm 4:
Phùng Đức Mạnh
Đỗ Tiến Toàn
Phùng Văn Quân
Kiều Thị Lý
Nguyễn Thanh Hoài
Nguyễn Hữu Thái
Nguyễn Thị Hồng Ngân
Nguyễn Thu Phương
Đỗ Thị Nhung b
Trịnh Thị Linh
Nguyễn Danh Phúc
đến với bài thuyết trình của
tổ 4
- Kính thiên văn là một dụng cụ quang học giúp quan sát các vật thể nằm ở khoảng cách xa so với kích thước của con người.
- Kính viễn vọng được ứng dụng trong quan sát thiên văn học, hay trong công tác hoa tiêu của ngành hàng hải, hàng không hay công nghệ vũ trụ, cũng như trong quan sát và dò thám quân sự.
Mở đầu về lịch sử phát triển
kính thiên văn
- Từ cuối thế kỉ 16 đầu thế kỉ 17 khi Hans Lippershey một người thợ sửa và chế tạo kính trong một lần tình cờ đã phát hiện ra khi đặt hai kính đồng trục sẽ có thể quan sát các vật ở xa hơn bình thường.
Hans Lippershey là một nhà chế tạo thấu kính người Hà Lan.
Ông được công nhận là người tạo ra và phổ biến thiết kế cho kính thiên văn thực dụng đầu tiên.
Các loại kính thiên văn thô và kính thiên văn nhỏ có thể đã đưuọc tạo ra sớm hơn nhiều nhưng người ta tin chính Lippershey là người đầu tiên nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho thiết kế của mình và chế tạo chúng để sử dụng rỗng rãi năm 1608. Tuy nhiên, ông đã không được cấp bằng sáng chế nhưng cũng đã nhận được phần thưởng hậu hĩnh từ chính phủ Hà Lan.
- Sau nhiều lần thử nghiệm cuối cùng Hans Lippershey đã cho ra đời một loại ống kính mới lấy tên là “ Ống ma thuật của Lyppershey”. Vào thời kì đó chiếc kính thiên văn này có số bội giác khoảng từ 3-5.
Bản phác thảo sơ đồ chế tạo ống kính Lippershey được tìm thấy tháng 8 năm 1609
Sau đó vài tháng nhà khoa học, vật lý học người Ý Galieo qua mô tả về ống kính Lippershey đã cải tiến và chế tạo thành công kính thiên văn có số phóng đại vào khoảng 30 khi ông sử dụng một ống hình trụ có chiều dài khoảng 130cm bên trong có sử dụng 2 thấu kính hội tụ có tiêu cự lần lượt khoảng 120cm và 4-5cm. Phát minh mới của Galieo đã mở ra một trang mới cho lịch sử kính thiên văn và ngành khoa học vật lý thiên văn. Nhờ chiếc kính thiên văn mới chế tạo này Galieo đã lần đầu tiên quan sát thấy sự lồi lõm trên Mặt Trăng, sao Mộc có 4 vệ tinh xung quanh ...
Galileo Galilei (1564-1642) là một nhà thiên văn học, vật lý học, toán học và triết học người Ý, người đóng vai trò quan trọng trong cuộc cách mạng khoa học. Các thành tựu của ông gồm những cải tiến cho kính thiên văn và các quan sát thiên văn sau đó, và ủng hộ Chủ nghĩa Copernicus. Galileo đã được gọi là "cha đẻ của việc quan sát thiên văn học hiện đại","cha đẻ của vật lý hiện đại", "cha đẻ của khoa học", và "cha đẻ của Khoa học hiện đại."
Kính thiên văn của Galileo chế tạo
Với phát hiện của mình Galileo đã trao đổi và chia sẻ các kết quả khám phá với Kepple (sau này nổi tiếng với 3 định luật về về chuyển động của các hành tinh trong hệ mặt trời). Do mắt kém Kepple không thể quan sát rõ nét những hình ảnh qua kính thiên văn của Galileo. Là một nhà toán học sau khi tìm hiểu nguyên lí của kính thiên văn ông đã cải tiến kính thiên văn của Galieo để mở rộng vòng quan sát ảnh, từ đó kính thiên văn Kepple ra đời.
Kính thiên văn Kepple thời kì đầu
Kính thiên văn Kepple ngày nay

Các giai đoạn lịch sử phát triển
tiếp theo của Kính Thiên Văn
6 giai đoạn lịch sử phát triển tiếp theo
Năm 1665 Giovanni Cassini (1625-1712)
Năm 1673, nhà thiên văn người Đức Johanes Hevelius (1611-1687)
Năm 1722, John Hadley (1682-1744)
Năm 1778, Frederick William Herschel (1738-1832)
Năm 1845, Ai len William Parsons (1800-1867)
Năm 1655 nhà vật lý người Hà lan Christiaan Huygen (1629-1695)
Năm 1655 nhà vật lý người Hà lan Christiaan Huygen (1629-1695) đã tìm ra Titan, vệ tinh lớn nhất của sao Thổ qua kính Kepler dài 12feet (khoảng 3.7m) do chính ông cùng người em trai là Constantine chế tạo. Ông còn ghi nhận được chỏm băng tại cực sao Hỏa và sao Mộc không có dạng đĩa tròn mà lại phình ra ở xích đạo.
Năm 1665 Giovanni Cassini (1625-1712) nhà thiên văn Ý Giám đốc Đài Thiên văn Paris Pháp, đã phát hiện Đốm đỏ lớn (Great Red Spot) trên sao Mộc. Năm 1672, ông tìm ra Rhea, vệ tinh sao Thổ qua kính thiên văn dài 35ft (10.7m).
Năm 1673, nhà thiên văn người Đức Johanes Hevelius (1611-1687) đã lần lượt chế tạo 2 kính dài đến 60ft(18,5m) và 150ft (46m), có vật kính đường kính đến 20cm, Các kính này không thực sự hoạt động hiệu quả vì rất khó sử dụng, ống kính quá dài bị võng xuống, chỉ một cơn gió nhẹ cũng bị rung động. Thân ống kính 150ft được chế tạo dưới dạng khung hở để giảm trọng lượng và rung động nhưng lại dễ bị nhiễu loạn hình ảnh khi có gió.

Số bội giác của kính thiên văn phụ thuộc vào thương số f1/f2 tuy nhiên hình ảnh thu được qua kính thiên văn đồng trục càng dài thì càng khó quan sát (do hiện tượng quang sai, sắc sai ...). Cuộc đua tăng chiều dài ống kính thiên văn trong lịch sử kính thiên văn đã dừng lại sau thất bại của J.Hevelius.

Kính thiên văn dài 150ft (46m) của J.Hevelius.
Cũng trong khoảng thời gian đó Năm 1668 ở một đất nước khác sau nhiều lần thử nghiệm Newton đã chế tạo thành công kính thiên văn phản xạ mở đầu cho lịch sử ra đời của kính thiên văn hiện đại ngày nay.
Nguyên tắc hoạt động kính thiên văn phản xạ
Chỉ vài năm sau Newton, một loại kính phản xạ khác đã ra đời: kính Cassegrain, dường như do Laurent Cassegrain (1629-1693) một linh mục và là giáo viên người Pháp thiết kế. Khác với kính thiên văn phản xạ của Newton sử dụng gương cầu lõm cassegrain đã sử dụng gương cầu lồi.
Do thời kì đó chưa có phương pháp kiểm tra gương cầu nên thiết kế của Cassegrain bị lãng quên gần 200 năm.
Năm 1722, John Hadley (1682-1744) chế tạo một kính kiểu Newton lớn hơn và trưng bày tại Hội Hoàng gia Anh quốc. Kính này có gương đồng bạch đường kính 15cm, tiêu cự 159cm và ghép cố định với 1 thị kính cho số bội giác lên tới 230. J.Hadley đã tìm ra phương pháp kiểm tra dạng bề mặt gương và công nghệ mài tạo dạng bề mặt chính xác cho gương cầu. Thành công và kinh nghiệm của Hadley đã khuyến khích và giúp nhiều người khác tham gia chế tạo kính thiên văn phản xạ trong đó có cả những nhà thiên văn, nhà vật lý, nhà sản xuất kính như James Short, Molyneux ...và cả những "tay mơ" yêu thích thiên văn. Sau thành công của John Hadley lịch sử kính thiên văn lại bước sang một trang mới của những chiếc kính thiên văn phản xạ.


Kính thiên văn phản xạ cấu tạo theo kiểu Cassegrain đường kính 16in (40cm) tại đài thiên văn ĐHSP Hà Nội.
Sau thành công của John Hadley lịch sử kính thiên văn lại bước sang một trang mới của những chiếc kính thiên văn phản xạ.
Frederick William Herschel (1738-1832) là một nhạc sĩ tài năng thích toán học và thiên văn học. Năm 1778, sau gần 5 năm học hỏi, nghiên cứu, thử nghiệm ông đã chế tạo thành công chiếc kính phản xạ đầu tiên của mình . Kính có gương đồng bạch đường kính 16cm, tiêu cự 210cm tức là xấp xỉ kính của Hadley 50 năm trước. Kính có chất lượng rất tốt, qua kính này, ngày 13 tháng 3 năm 1781, ông đã phát hiện ra hành tinh Thiên vương, Uranus, hành tinh thứ 6 trong hệ Mặt trời.
Sau W.Herschel, chiếc kính thiên văn phản xạ lớn nhất có gương bằng đồng bạch do nhà thiên văn Ai len William Parsons (1800-1867), bá tước đời thứ 3 xứ Rosse (thường được gọi là Lord Rosse) chế tạo và đặt tại Parsonstown, Ai len vào năm 1845. Gương có đường kính khoảng 1,8m, tiêu cự 17m. Phôi gương khi đúc dày gần 15cm và nặng hơn 4 tấn !
Kính thiên văn phản xạ khổng lồ của nhà thiên văn Ai len William Parsons
Với kính này, ông đã nghiên cứu về các tinh vân, đặc biệt là phát hiện dạng xoắn ốc của một số thiên hà
Bản vẽ tay của Lord Rosse thiên hà Whirlpool (M51A) không khác nhiều ảnh chụp của Kính thiên văn Hubble!
Tổng kết
Cuối thế kỷ 16 đầu thế kỷ 17, Hans Lippershey 
Năm 1673, nhà thiên văn người Đức Johanes Hevelius (1611-1687)
Năm 1722, John Hadley (1682-1744)
Năm 1665 Giovanni Cassini (1625-1712)
Sau đó vài tháng nhà khoa học, vật lý học người Ý Galieo
Năm 1655 nhà vật lý người Hà lan Christiaan Huygen (1629-1695)
Năm 1778, Frederick William Herschel (1738-1832)
Năm 1845, Ai len William Parsons (1800-1867)
Những khám phá vĩ đại từ kính thiên văn
Ảnh chụp năm 1994 cho thấy nơi Mảnh vỡ G của sao chổi Shoemaker–Levy 9 đâm sầm vào Mộc tinh, làm toác ra một đám bụi vỡ để lại một vệt tối lớn hơn cả Trái đất trên bề mặt của hành tinh khổng lồ trên.
Chất khí giữa các sao đang tập trung lại thành những ngôi sao mới sinh trong những cột tối này, bề mặt của chúng đang phát sáng do bị chiếu xạ bức xạ tử ngoại.
Ảnh chụp năm 1996 là tầm nhìn sâu xa nhất của chúng ta vào lúc ấy, cho thấy những thiên hà ở xa từ 1 tỉ đến 12 tỉ năm ánh sáng, và do đó bao quát phần lớn lịch sử của vũ trụ
Một vài bức ảnh đẹp được chụp từ kính thiên văn
Cực quang phương Bắc
Sao chổi Hyakutake vọt qua gần Trái đất
Siêu sao khổng lồ sáng gấp 40.000 lần mặt trời
Tinh vân Bong bóng, định hình bởi chất khí đặc
Cám ơn thầy và các bạn
đã lắng nghe