望遠鏡
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望遠鏡（ぼうえんきょう）とは、遠くにある物体を可視光線・電磁波などにより観測する装置である。古くは「遠眼鏡」とも呼ばれた。反射式望遠鏡と屈折式望遠鏡がある。
主に電磁波の波長により、可視光で観測するもの。短波、長波などの電波と呼ばれる物で観測する物などがある。また、可視光でもフィールドでの観測を目的とした物にはフィールドスコープ、ナイトスコープ、双眼鏡などがある。また、地球の衛星軌道上にも衛星を使った望遠鏡が存在する。
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[編集] 概論
光子、ニュートリノ、重力子としての粒子及び電磁波、ニュートリノ、重力波の波長領域を観測する装置全体を一般には望遠鏡と呼ぶ。特に、遠くにある物体が放つ、それらの粒子・波長を用いて物体像を拡大して観測を行うことを目的に、設計・製造された装置を狭義の望遠鏡とする。また、粒子の検出装置も狭義の望遠鏡とする事がある。
[編集] 基本
望遠鏡とは、カメラのレンズと同じものであると思えば分かりやすい。例えば、望遠レンズがあるが、これはそのまま天体に向ければ天体望遠鏡となる。
望遠鏡を望遠鏡たらしめているメインパーツはその光学系である。光学系の個々のパーツ（光学素子：レンズや反射鏡など）を支える機構を「光学系支持機構」と呼ぶ。光学系支持機構には、望遠鏡の姿勢変化、温度変化、風向・風速の変化などが起こっても光学素子にゆがみを与えないことが求められる。望遠鏡光学系をその支持機構ごと支え、天球上の任意の位置に向ける装置を「架台」と呼ぶ。架台はスムーズに駆動し、長時間にわたって高精度で天体を追尾できなければならない。天体が発する光は、一般に非常に弱く、詳しい分析に耐えるほどの光量を集めようとすれば、大望遠鏡を持ってしても何時間の露出が必要となることが珍しくないからである。近年、より深く宇宙を探査するために、ますます大型の望遠鏡や観測装置が必要とされるようになってきている。
大望遠鏡においては、巨大な光学素子をいかにコンパクトで軽量かつ堅牢な架台で支えるかが重要となってくる。架台がコンパクトで軽量になるほど、その駆動機構への負担が軽減され、望遠鏡全体を覆うドームや建物などの建設コストも下げることができる。また、架台の堅牢性の向上にも繋がり、指向・追尾性能を向上させることにもなる。架台のコンパクト化を図るためには、反射望遠鏡においては、その主鏡の焦点口径比（F比）を小さくし、明るい光学系とすることが肝要である。近年の大望遠鏡は、F比の小さい主鏡を製作する技術が進歩したことによって、建設が可能となったとも言える。例えば、岡山天体物理観測所の188cm望遠鏡（1959年製作）の主鏡はF比4.9であるが、すばる望遠鏡（1999年製作）では主鏡F比は1.8となっている。
[編集] 歴史
古くは、目視によって天体の位置を観測する施設（ストーンヘンジ等）から始まった天体観測であるが、オランダの眼鏡職人によって開発され、ガリレオ・ガリレイによって、初めて天体に向けられたものである。その後は、目の能力を拡大するために、様々な光学の要素技術開発にともない、様々な種類の天体望遠鏡、フィールドスコープ、双眼鏡等が開発された。20世紀に入って、電子工学の発展に伴い、光学系としての望遠鏡に附属する観測装置の開発が進んだ。また、電磁波領域におけるレーダーや宇宙通信等の測定装置開発から、電波望遠鏡が誕生した。さらに、光電効果を利用した、光電子倍増管やマイクロチャンネルプレートとの連携によって、ナイトビジョンが誕生した。そして、宇宙技術の進展に伴い、人工衛星として宇宙空間に設置する宇宙望遠鏡へと発展を遂げた。それらの要素技術との組み合わせによって、ニュートリノ望遠鏡、重力波望遠鏡等も生まれ、21世紀初頭の現在、全ての波長に対する観測装置が出揃うことになった。
[編集] 種類
- 天体望遠鏡 天体を観察／観測するため作られた望遠鏡。分解能と集光力の両方の性能が重視される。おおまかに分けて、屈折式と反射式の２種類があるが、それぞれ一長一短がある。
- フィールドスコープ 小型の望遠鏡に正立プリズムを付け、鳥や動物、地上風景などを主に観察・観測する物。軽量で防水設計になっていたり、機種によっては手持ちで使う事を考慮してあったりと、取り扱いが簡単になっている事が多い。
- ナイトビジョン 淡い光を電気信号などにて増強するもの。軍事用などで使われる、ほぼ等倍率のものから、天体望遠鏡に取り付けて使うカメラタイプのものまで各種ある。
- 双眼鏡 基本的にはフィールドスコープを２つ並べて立体視できるようにしたものと考えて良いが、天体望遠鏡を２つ並べて、天体を見る事を前提に作られたものもある（双眼望遠鏡と呼ぶ事が多い）。
- 電波望遠鏡 宇宙からやってくる微弱な電波を捉える望遠鏡。多くはパラボラアンテナの形をしている。
- 宇宙望遠鏡 軌道上に打ち上げられた望遠鏡。地球大気による電磁波の吸収や像の揺らぎがない。
[編集] 研究用望遠鏡の例
他。
[編集] 公開天文台の望遠鏡の例
- なゆた望遠鏡（有効口径200センチ）。西はりま天文台に存在。
- 150センチ反射式望遠鏡（有効口径150センチ）。群馬県立ぐんま天文台に存在。
- 6連式太陽望遠鏡。川口市立科学館に存在。
他、多数。
[編集] 関連項目
[編集] 光学の要素技術
- レンズ
- 鏡
- プリズム
- 補正板
- フィルター
- 解析格子
- アンテナ - パラボラアンテナ - 八木アンテナ
- 最適光学
- 補償光学 - コレクターレンズ、揺らぎ補正光学系、人工星装置
- 開口合成 - 干渉計
- ホモロガス変形法
- 鏡面支持装置（アクティブ･アクチュエーター）
- 他多数
- 観測装置
[編集] 参考文献
- 小林浩一，光の物理，東京大学出版会，2001
- 吉田正太郎，天文アマチュアのための「新版屈折望遠鏡光学入門」，誠文堂新光社，2005
- 吉田正太郎，天文アマチュアのための「新版反射式望遠鏡光学入門」，誠文堂新光社，2005
- 日本物理学会編，宇宙を見る新しい目，日本評論社，2004
他
[編集] 参考リンク
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