小小科學人 100宇宙大發現OP

orbit 軌道、延軌道轉

動詞：繞著一個比較大的物體轉圈圈。

名詞：一個固定的封閉路徑，衛星之類的天體會沿著這個路徑繞著另一個較重的天體轉圈圈。

(verb) To travel through space in a looping path around another, larger object.

(noun) A fixed path taken by an object such as a satellite as it travels around a body such as a planet.

organism 有機體

任何有生命的物體。

Any living thing.

PhD 博士學位 

最高的學術學位，有博士學位的人會被稱為博士。

A high-level academic qualification. People with PhDs are given the title Doctor.

planet 行星

繞著恆星轉的大型天體

A very large object in space that orbits a star.

  

exoplanet 系外行星

   繞著太陽以外恆星轉的大型天體。

   A planet that orbits a star in a different solar system to Earth’s. 

  

rogue planet 流浪行星

   在星際太空到處遊走的行星，沒有繞著固定的恆星轉。

   A planet that wanders through interstellar space, and does not orbit any star.

plasma 離子體

通常是很熱的氣體，同時原子軌道上的電子已經被游離而產生磁性。 

Any gas, usually very hot, that has become magnetized because its electrons are released from its atoms.

pressure 壓力

因物體的組成原子互相撞擊而產生的力，例如地球大氣層的氣體重壓人體所產生的力就是大氣壓力。

The force of the atoms of one object pushing onto another. For example, the force of gases in Earth’s atmosphere pushing on a person.

probe 探測器

用來探索未知世界的無人太空船或機械裝置。

An unmanned vehicle or machine used to explore a new place, such as space.

小小科學人 100宇宙大發現LMN

lander 登陸小艇

太空船的一部份，可以用來登陸衛星或小行星。

Part of a spacecraft designed to land on a moon or asteroid.

laser 雷射

能量又強大又集中的光束。

A beam of intensely powerful light.

light year 光年

光跑一年可以到達的距離，用來測量尺度非常長的長度單位，大約是9兆公里或是63000個天文單位。
A measure of vast distances in space. 1 light year is the distance a beam of light travels in a year, roughly 9 trillion km (6 trillion miles), or 63,000AU. 

lunar 月亮的

Of, or to do with the Moon. 和月亮相關的

magnetic field 磁場

一種想像的磁性力場，圍繞著像恆星之類的磁性物體周遭，會對帶電粒子產生磁力。 

The area around a magnet, or a magnetic body such as a star, in which objects are affected by that magnet’s force.

mass 質量

測量一個物體含有多少原子或物質的物理量。

The total amount of atoms that make up a substance.

matter 物質

物體的科學名詞。

The scientific word for stuff.

meteorite 隕石

來自太空的岩石掉到行星或衛星表面後的名稱。

A rock from space that has landed on the surface of a planet or moon. 

microbes  微生物

像細菌這類的微小生物。

Microscopic organisms such as bacteria.

microwave 微波

恆星也會釋放的一種電磁輻射，肉眼看不見，但是可以用無線電波望遠鏡觀測。

A type of radiation emitted by stars. It cannot be seen, but can be detected by radio   telescopes.

million 百萬

1,000,000.

moon  衛星、月球

繞著行星轉的天體

A natural body that orbits a planet.

NASA 美國航空暨太空總署

美國負責太空探索和研究的政府機構。

National Aeronautics and Space Administration, the US government agency responsible for space exploration and research.

nebula 星雲

太空中一堆龐大的塵埃和氣體，經年累月之後，可能會聚合成行星或恆星。 

A vast cloud of dust and gases in space that may, over time, pull together to form stars and planets.

neutron star 中子星

超重恆星崩塌以後留下來的核心，密度非常高，尺度大約數十公里左右。

The remains of a massive star that has burned out, leaving behind an incredibly dense object the size of a planet.

小小科學人 100宇宙大發現GHI

galaxy 星系

由數十億顆恆星集合而成，同時一起沿著固定軌道繞著星系核心轉動的龐大天體集合。

A collection of billions of stars that orbit together around a central hub.

gravitational pull 來自萬有引力的拉力

物體受到來自其他物體萬有引力的吸引所產生的拉力。

The force exerted by one body, such as a star, pulling on another, because of its gravity.

gravity 萬有引力

兩物體互相吸引的力，也是讓地球一直沿著軌道繞著太陽轉的吸引力。

The force of two objects pulling on each other; the force that keeps Earth in orbit around the Sun.

hemisphere 半球

球體的一半，通常指地球的北半球或南半球。

Half of a sphere, often refers to the north and south halves of Earth.

infrared 紅外線

能量比紅色光稍微小一點的光線，肉眼看不見，只要不過量照射對人體無害。 

A kind of light that has slightly less energy than red light. It is invisible and not harmful to humans.

intergalactic 星系際/星系之間

太空中兩個以上星系之間的區域。

Of, or to do with, the region of space between two or more galaxies.

International Space Station, the (ISS)國際太空站

在地球上空軌道運轉的大型建築，提供世界各國太空人做為生活與研究的太空實驗室。

A vessel that orbits around the Earth, where astronauts from all countries live and work. 

interplanetary 行星際/行星之間

太空中兩個以上行星之間的區域。

Of, or to do with, the region of space between planets in a solar system.

interstellar 星際

太空中兩個以上恆星之間的區域。

Of, or to do with, the region of space between stars in a galaxy.

小小科學人 100宇宙大發現DEF

dark matter 暗物質

一種不是原子組成的物質，看不見但是一樣會產生引力，也會受到引力吸引。

A substance, not made of atoms, that is invisible but is known to have a strong gravitational pull.

density 密度

某物質在一特定體積內含有多少物質的量。

The amount of matter that an object contains, relative to its volume.

dwarf planet 矮行星 

沿著軌道繞太陽運轉卻比行星體型小一點的天體，可能會有自己的衛星。

An object in space that orbits around the Sun, and may have its own moons, but is smaller than a planet.

eclipse 食/蝕/缺

太空中的天體暫時躲在別的天體的陰影下。

When one object in space is temporarily hidden behind another. 

ESA 歐洲太空總署

歐洲太空總署是歐洲致力太空探索的機構。

European Space Agency, an organization dedicated to the exploration of space.

force 力

推或拉而能改變物體形狀或運動狀態的力量

A push or pull that changes the motion or shape of an object.

freefall 自由落體

一種感覺不受力又輕飄飄的體驗，有時又稱為失重。

The experience of falling so fast that it’s not possible to fall any faster. Sometimes known as weightlessness.

小小科學人 100宇宙大發現C

capsule 太空艙 

太空搭船載太空人的艙房。

The part of a spacecraft that carries astronauts. 

colonist 在殖民地定居者

到遠方旅行或征戰，開拓新的居住環境並定居在那裡的新移民。

A person who travels to a new place and tries to settle there permanently.

comet 彗星

太空中繞著恆星轉的一球冰塊和塵埃。

A ball of ice and dust in space that orbits a star.

constellation 星座

一些恆星在夜空裡看起來很像一些圖案的樣子。

A collection of stars that appear to form a pattern.

core 核心

行星的核心部位

The central part of a body such as a planet.

Cosmic Microwave Background 「radiation」   宇宙微波背景輻射

早期宇宙大霹靂後殘留的背景輻射，散佈在宇宙各個角落。

The radiation remaining from the Big Bang, that spreads out to fill the entire Universe.

crater 隕石坑

隕石或其他大塊岩石撞擊行星或衛星表面所留下的坑洞。

A hole in the surface of a planet or moon created by the impact of a lump of rock such as a meteorite.

crust 地殼

行星這一類天體最外面那一層固體的表面。

The solid surface layer of a body such as a planet.

小小科學人 100宇宙大發現AB

Glossary字彙 取自 100 things to know about space

小小科學人 100宇宙大發現/ 小天下出版社

This glossary explains some of the words used in this book. Words written in italic type have their own entries. 

底下所列的字彙，是用來說明這本書裡一些重要名詞的意思。

Apollo missions 阿波羅任務

美國航空航太總署指揮的一系列登月任務

A series of missions run by NASA with the ultimate aim of sending astronauts to the Moon.

asteroid 小行星

在太空中沿著軌道繞恆星轉的大石塊，但是體積較小，不能被歸類為行星或矮行星。

A rock in space that orbits a star, but is not big enough to be classified as a planet or a  dwarf planet.

astronomical unit (AU) 天文單位

一種測量太空中較長距離的單位，1個天文單位就是地球到太陽的平均距離。

A way to measure long distances in space. 1 AU is the distance between the Earth and the Sun.

atmosphere 大氣層

包圍行星或衛星的一層氣體。

A layer of gases that surrounds a planet and some moons.

atom 原子

非常小的粒子，是可見宇宙中所有固體、液體和氣體物質最小的基礎結構。

An incredibly tiny particle; the smallest building block of the solids, liquids and gases that make up all the things in the Universe that we can see.

Big Bang, the 大霹靂

一種解釋充滿能量與物質的宇宙，如何從奇點在一瞬間快速膨脹成形的理論。

A theory about how the Universe began through the instantaneous appearance and rapid expansion of matter from a singularity.

「billion 十億

1,000,000,000. 」英屬特殊計數法，全文未採用，不用節錄這個單位1,000,000,000. Also called a thousand million.

black hole 黑洞

一個引力強大到連光線都無法脫逃的區域，有些是來自超級重的恆星崩塌而來，有的是宇宙初始時龐大的壓力將物質硬擠進去而形成。

A collapsed star that has such a powerful gravitational pull that it prevents even light from escaping.

伽利略望遠鏡

就在那一夜，伽利略的望遠鏡完勝「地心說」
/伽利略望遠鏡DIY

400年前伽利略用自己設計的望遠鏡看太空，開啟人類「浩瀚」的視野。

月球的表面功夫
歷史上的那一夜，伽利略看到月球上和地球一樣坑坑疤疤，滿是歲月的傷痕。以前的雅里斯多德和托勒密，不曉得為什麼很有自信，不但說地球是宇宙的中心，所有天體都只能朝拜共主地球，絕不允許有任何天體自組小團體，要求信徒繞著自己轉。更難想像的是，他們還自信滿滿的宣稱月球有一球幾近完美的表面。1609年，托勒密的信仰，全被伽利略的望遠鏡打回原型。

製作望遠鏡除了可以擁有歷史文物級的望遠鏡、回顧伽利略當年的風采，也可以探究當年伽利略如何在光學知識剛起步下摸索、試探、製作第一部天文望遠鏡。更精彩的是探究當年他「看」到什麼，怎麼突破重圍，確認日心說的學理。你知道嗎？天文望遠鏡還曾被當成魔術道具。克卜勒如何在缺乏行星距離資訊下，確認行星第三運動定律？牛頓如何發想反比平方定律，提供克卜勒定律的理論基礎？當年有很多謎團未解。

伽利略的望遠鏡
伽利略當年的望遠鏡規格有好幾種說法，其中一種物鏡是口徑3.7公分，焦距98公分的平凸透鏡，目鏡是口徑2.2公分，焦距5公分的平凹透鏡。

 市面上沒有完全相同規格的玻璃鏡片，除非量產，訂製的價格相當昂貴。利用市售 為google VR 量產的雙凸透鏡(規格：口徑2.5公分，焦距4.5公分，兩片一組大約45元，淘寶網一片不到1元，同規格玻璃鏡片大約要1250元）替代目鏡。物鏡可以到眼鏡行訂製口徑4公分、遠視100度的鏡片（相當於焦距100公分的凹凸透鏡）取代，價格大約100～300元，（4公分口徑，100公分焦距的平凸玻璃物鏡大約2200元一片）。4公分物鏡，博揚的價格是150一片。如果使用直徑6公分，焦距-100公分遠視鏡片，不切割）母片，博揚價格是100元一片。

物鏡筒可以用市售直徑4.2公分的南亞塑膠管（長度約95公分，南亞塑膠管管身標示直徑35mm-35是管身標示型號A35-，實測內徑大約38mm、外徑約42mm，製作3D套筒時需要配合實際管徑調整）、目鏡筒利用直徑2.5公分的南亞塑膠管。鏡片套筒、銜接管可以用3D列印，或者用幾公分的同規格塑膠管夾住鏡片，（如果要用夾的，物鏡建議改成口徑42mm），再用灰色膠帶黏貼固定，充當套筒。銜接管也可用保麗龍製作。目鏡是雙凸透鏡的組合，嚴格講是克卜勒設計的望遠鏡，有著伽利略望遠鏡的外衣。目鏡管，管身標示型號為A20，直徑大約26mm。

3D列印程式請參考連結資料夾資料，3D列印的好處是可以確保，光軸不會因為切管不平造成偏移。

雖然市面上買不到原始規格的透鏡，但是物鏡口徑4公分，目鏡口徑2.5公分，扣掉鏡片套筒的固定環遮擋的部分，正好和伽利略的原始設計非常接近。

其實，製作鏡筒最簡單的方法，就是用厚紙板捲。因為物鏡管內徑和目鏡管外徑差距不大，因此銜接管除了用保麗龍外，也可以用卡片紙套在目鏡管上慢慢捲幾圈製作，第一圈稍微留一點點空間讓目鏡管可以伸縮移動，再捲到剛好可以擠進物鏡管即可。

實際組裝其實也不難，費用大約400元不到就可以複製伽利略當年改變人類視野的望遠鏡。如果Google 再來一次視野革命，讓廠商大量製作規格類似的壓克力物鏡，整個伽利略望遠鏡的價格一定是百元以內。

http://youbeoptical.com/files/YbLens4PchomeFullRim.html 應該可以上網訂製物鏡，價格是150一副兩片。（老闆表示訂制的眼鏡要加300元，合計400～450一副）。
http://www.rocoes.com.tw/ 岳華展光電 開模訂制透鏡
http://www.048870465.com.tw/product-detail-430446.html 晶英光學社提供大量鏡片訂制。

伽利略的鏡筒製作方法
特別提一下，當年伽利略製作鏡筒的妙招，伽利略將長約95公分的輕薄木片或竹片，剖成細細長長的木片，黏貼在綢布上，再捲起來做為物鏡筒。製作完成，伽利略還在綢布上繪製簡單的裝飾圖案。

沒想到吧？decoration耶！伽利略！

伽利略的望遠鏡實作相關資訊，請參考下列圖片和連結（塑膠鏡筒部分委請交大曹聖立先生協助製作；鋼製鏡筒部分委請台大陳育霖教授協助製作，望遠鏡成品現在台大普物實驗室。本人的角色？沒錯，本人只負責出一張嘴。）

當年伽利略靠著望遠鏡的觀測揚名立萬，成為科學界的明日之星。有人質疑他的望遠鏡是騙術，讓質疑的人自己看還是不肯接受。這款類似的望遠鏡成像效果不錯，但是透鏡的色差問題依舊，各國在博物館展示複製品的原因，是這款望遠鏡改變了人類的視野。

物鏡筒長裁成85公分左右，目鏡筒長20公分左右，可以方便替換伽利略平凹目鏡使用。紙筒廠商可以訂製特別內外徑的厚紙筒，也是一個選項。

設法找到便宜的替代方案，期望每個中小學的圖書館都能透過自製，擺設一個復刻版的伽利略望遠鏡，讓每個學生都能實際操作，是交大物理所科普視野實驗室的短期目標。

管身內徑需要塗黑處理，也可以黑色吸光紙襯墊處理。

曹聖立先生協助製作的塑膠管、銜接管和套筒。  

 

克卜勒世界的和諧手稿

平凸、平凹透鏡組合光俓示意圖。

膠帶黏接兩個夾著透鏡的水管。
裁切小尺寸水管請用安全水管裁切刀，切勿在沒有大人監視下使用電鋸裁切大型水管。

詳見下方裁管切刀圖示。 

市售最大「安全」裁管切刀：像開罐器一樣運作，最大裁切管徑6.7公分

管徑過大，有安全疑慮，電鋸鋸管安全固定架俯視圖。曹聖立製作。 

管徑過大，電鋸鋸管安全固定架側視圖。曹聖立製作。

目鏡剛好可以放到可口可樂的瓶蓋裡，挖空瓶蓋剛好可以用來做成目鏡筒。

Diagram of Galileo’s refractor telescope, taken from Sidereus Nuncius (1610). Credit: hps.cam.ac.uk 

伽利略望遠鏡的剖面圖

Galileo's original telescope had a 37mm diameter plano-convex objective lens with a focal length of 980mm. The original eyepiece was lost, but according to Galileo's   writings was plano-concave with a diameter of about 22mm and a focal length of    about 50 mm. These optical characteristics allow us to use a few simple formulas to calculate the powers of Galileo's telescope including the light gathering area, the light gathering power, the magnification of the telescope, and the focal ratio.   

Galileo's Telescope 

  

伽利略望遠鏡的剖面圖