白銀鏡面

在小天文望遠鏡的發展過程中，有些年份似乎過得極其緩慢，因為那段時間發生了很多事情，所以當我們回顧這段歷史時，仿佛時間停滯了一樣。1668年牛頓反射式天文望遠鏡被發明之后，反射式天文望遠鏡并未在小天文望遠鏡中占據著上風，這種天文望遠鏡有其自身的缺陷。我們研究了折射式天文望遠鏡和反射式天文望遠鏡的光路后，就會發現一個問題。光線穿過折射式天文望遠鏡的透鏡時，先從空氣進入玻璃，再從玻璃進入空氣，透鏡與空氣有兩個交界面，因此光線通過兩個交界面，每個交界面只穿過一次。反射鏡面則不然，光線抵達反射面然后發生反射，實際光線經過這個交界面兩次。這意味著如果要達到同樣的精度效果，那么反射式天文望遠鏡的鏡面精度，要達到折射式天文望遠鏡的鏡面精度的兩倍才行。這就使反射式天文望遠鏡對磨制有更高的要求。早期，無論是牛頓，還是卡塞格林，制作反射鏡面都采用金屬材質進行拋光，但金屬并不是一個很好的選擇，它沉重、昂貴、精度低，而且最大的問題是金屬自身的熱膨脹系數高，也就是說，隨著環境溫度的改變，鏡面會發生變形。這種問題在越大口徑的望遠鏡中就越發嚴重。

這個問題在1855年發生了變化。1855年，法國巴黎天文臺的物理學家傅科正一籌莫展，他的上司、鼎鼎大名的天文學家勒威耶（預測過海王星的存在）給他布置了一個任務，制作一枚737mm口徑的消色差物鏡。但是，傅科沒能完成這個任務，因為他沒有合適的準直器進行檢驗。傅科準備做一個反射鏡面的準直器，他一開始準備采用金屬鏡面，但在20年前，化學家已經知道了硝酸銀的銀鏡反應，傅科決定利用銀鏡反應制作反射鏡面。他用玻璃作為基質，并在6個月后獲得了成功，他還把一塊成品玻璃反射鏡送給了約翰·赫歇爾。1857年，傅科的這一成果轟動了天文學界，對于他們來說，沒有什么是比這個更棒的事情了——反射鏡面將變得精度更高、重量更輕、成本更廉價，甚至對光線的收集能力也會提高，這對天文觀測意義重大。正當天文學家們興奮異常時，傅科卻在琢磨另一件事。

19世紀的各種小天文望遠鏡

圖片來源：The Irish Astronomical Journal

這個專利，能不能掙錢呢？很快，傅科找到了合作者——法國塞克雷坦，后者是當時的一個精密儀器加工生產商。傅科和塞克雷坦一拍即合，于1857年開始制作小型反射式天文望遠鏡。在他們看來，專業望遠鏡的生產很重要，但小天文望遠鏡更有市場，因為當時歐洲已經有了為數不少的天文愛好者，甚至是獨立天文家。1858年，傅科和塞克雷坦推出了兩款反射式天文望遠鏡，分別是90mm口徑、焦距500mm,180mm口徑、焦距1500mm。根據當年的廣告，其中小口徑的這款天文望遠鏡售價為250法郎，大口徑的天文望遠鏡則需要1500法郎，這個售價在當時算是相當便宜的，因為一臺95mm口徑的折射式天文望遠鏡在當時需要600法郎。另外，我們還可以參考下傅科的年薪，傅科的年薪在當時算得上豐厚，約有5000法郎。

長方體鏡身和八棱柱鏡身

圖片來源：Journal of Astronomical History and Heritage

傅科和塞克雷坦制作的早期反射式天文望遠鏡，從外形上看更像一個家具。其鏡身，包括支架系統，大部分采用的是木質結構，它的鏡筒同樣也是木質的，90mm口徑的那一款實際上是桌面望遠鏡，主鏡是長方體，支架是簡易的可調節結構，尋星鏡部分和目鏡端采用了黃銅，顏色是金色的，特別是目鏡端，采用了與顯微鏡類似的結構，或者這其實就是顯微鏡目鏡端的一部分，如果拆下來安裝上顯微物鏡，一樣可以用來觀察蒼蠅的翅膀。后來，他們生產的望遠鏡結構幾經變化，先是出現了八棱柱鏡身的望遠鏡，之后又開始生產銅質鏡身的設備，甚至做出了非球面的主鏡鏡面。傅科一方面享受著來自公司的分成，一方面也有些苦惱，因為巴黎天文臺的勒威耶先生，想要開掉他。

傅科、塞克雷坦的小型反射式天文望遠鏡

圖片來源：Journal of Astronomical History and Heritage