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一、 望远镜种类

(一)折射式望远镜

折射式望远镜的构造如下图:

折射式望远镜由两个透镜组成:固定在镜筒前端的是物镜(其口径大小直接决定望远镜的性能);在镜筒尾端可以调换的是目镜。

优点: 视野较大 、 星像明亮 , 使用和维护比较方便 , 反差及锐利度较同口径的反射镜佳,摄影及高倍行星观测,效果都相当不错。缺点:有色像差 ( 色差 ) 问题 ,会降低分辨率。

(二) 反射式望远镜

反射式望远镜的构造如下图:

上图为牛顿式反射式望远镜。 优点: 无色差 、 强光力和大视场 , 非常适合深空天体的目视观测 。缺点: 彗差和像散较大,视野边缘像质变差 , 操作不太容易 , 维护相对复杂。

(三)折反射式望远镜

折反射式望远镜的构造如下图:

综合了折射镜和反射镜的优点:视野大、像质好、镜筒短、携带方便。有施密特 - 卡塞格林式和马克苏托夫 - 卡塞格林 2 种。

二、 常见的天文望远镜光学名词

口径 : 指望远镜物镜的有效直径,口径大小直接决定望远镜性能。 口径越大,聚光本领越强,分辨率越高,可用放大倍数越大 。

焦距 : 从物镜到焦点距离,一般以 "f" 表示,单位为 mm 。

焦比 : 指望远镜焦距长度与物镜口径的比值,简单说就是镜筒长度除以镜筒口径, 相当于相机镜头上的光圈 。以 "F" 表示。计算公式:焦距 / 口径 = 焦比( F=F/d )。 例如: 开拓者 60/700 望远镜,焦比 = 物镜焦距 700mm / 物镜口径 60 mm = 11.7 。 如果口径不变,物镜焦距越长,焦比越大,容易得到越高的倍率;物镜焦距越短,焦比越小,不容易得到较高的倍率,但影像更亮,视野更大。

* 短焦距镜(小焦比,焦比 <=6 ):适合观测星云、寻找彗星;

* 长焦距镜(大焦比,焦比 >15 ):适合观测月亮和行星;

* 中焦距镜(中焦比 , 6< 焦比 <=15 ):适合观测双星、聚星、变星和星团, 更可以两头兼顾,很适合初学者。 ( 如 开拓者 60/700 天文望远镜,焦比 = 物镜焦距 700mm / 物镜口径 60 mm = 11.7)

倍率( 放大倍数 ) : 物镜 焦距 与目 镜焦距 的比值,如开拓者 60/700 天文望远镜,使用 H10mm 目镜,放大倍数 = 物镜焦距 700mm / 目镜焦距 10mm =70 倍;放大倍数变大,看到的影像也越大。 适当的高倍应为主镜口径(公分计算)的十倍,最高以十五倍为限。例如:星特朗 60AZ 的最高放大倍率为: 60*1.5=90 。

光轴 :望远镜中光路的轴心。光轴偏斜,影响成像效果。

镀膜 :镜片表面镀的一层特殊金属化合物,目的是增加光线透射率。

极轴望远镜 :天球北极与南极的连线称为极轴。功能就是校正赤道仪赤经轴。

赤经轴: 赤道仪中与极轴平行的旋转轴。

赤纬轴 :赤道仪中与极轴垂直的旋转轴。

重锤 :安装在赤纬轴底部,可上下调整,用来平衡望远镜的重量。

刻度盘 : 赤经轴与赤纬轴上都有刻度盘,一般仅供参考用。

自动导入 : 某些高阶赤道仪中内藏小型电脑 , ,并储存许多天体位置资料,只要由控制面板输入天体名称,赤道仪就会自动搜寻天体,并导入望远镜视野中。

集光力 : 指望远镜所收集到的光量与肉眼的比值。简单说等于望远镜口径(厘米)除以 7 的平方。望远镜的口径愈大,集光力愈强,就能观测更暗淡的天体。 例如:星特朗 70 EQ 望远镜, 集光力 = 物 物镜口径 70 / 7×70 / 7 = 100 。通常 主镜口径越大,相对集光力越佳,其成像品质越好。

分解能: 又称 解像力( θ ) 。 望远镜分辨影像细节的能力 , 分辨率主要和口径有关 。 物镜有效口径越大,其分解能就越好,影像就越细致。

色 差 :指望远镜在观赏物体时,通常影像的周边会出现如彩虹般的色彩 , ,通常为蓝色、红色或紫色等,这种现象称为色差。

像 差 :指望远镜在观赏物体时,通常视野中央的部分很清晰,但视野的周围会模糊或是影像歪曲变形 , 这种现象称为像差。

视 野(视场) : 指望远镜所见到范围大小,以角度表示。通常目镜口径越大,视野也就越大。广角视野的目镜观测较为舒适。

极限星等 (M) : 望远镜所能看到最暗的星等称为极限星等 ,主要和口径、焦比有关 。计算公式:极限星等 (M)=1.77+5 ㏒ (物镜口径)。例如:物镜口径 70mm 的望远镜,极限星等( M ) =1.77+5 ㏒ 70=11.0 等。

三、天文望远镜主要结构

1 、主镜筒: 主镜筒是观测星星的主要部件。

2 、寻星镜: 一支低倍的小望远镜。其视野较广,便于搜索天体 。

3 、目镜: 目镜的功用在于放大。一部望远镜都要配备低、中和高倍率三种目镜。

4 、赤道仪 : 一是承载望远镜;二上借马达带动镜筒,使望远镜能跟随星体移动, 可以跟踪天体,长时间观测天体 。常见的有德式与叉式两种 , 其中以德式最为普遍。 。

5 、追踪马达: 赤经追踪马达可以驱动赤经轴, 以跟地球自转相同的角速度逆向转动,跟踪星星。

6 、三脚架台和脚架: 三脚架台是承接赤道仪和镜筒, 以连接脚架用的。脚架是承载望远镜和赤道仪,并且作为一种使用的支柱。

7 、赤道仪控制盒和电源: 驱动赤道仪运转。

此外根据需要,天文望远镜一般还要配置增倍镜、太阳和月亮滤光镜、巴德膜、指南针、星座图等相关配件。

* 天文望远镜 的 支架 结 构

① 地平式 (经纬仪):如星特朗 AZ 系列望远镜

优点:价格 便宜 、 重量较轻 , 、 搬运 容易 、结构简单 、 调试方便 。缺点: 调节精度低 、稳定性较差, 不能跟踪天体,无法进行天体摄影。

② 赤道仪式 :如星特朗 EQ 系列望远镜

优点: 调节精度高 ,能 跟踪天体运行 ,可进行 天 体摄影。缺点: 重量 较重, 搬运 困难 、结构 复杂、 调试 麻烦。分为 手动和电动,手动跟踪赤道仪适合专门的天文观测,电动跟踪赤道仪 可 用于专门的天文跟踪摄影和观测研究 。 初学者熟悉地平式后,可以选择手动赤道仪;初次使用也许会觉得调整复杂,但熟悉后观测星空会轻松很多;业余爱好者 学习 天文摄影,常使用电动跟踪赤道仪。

四、 天文望远镜光学质量的辨别

白天用望远镜观测远处的树叶,一般 60mm 口径望远镜,能看清 40 米 远处树叶叶筋,看不清说明光学质量很差;晚上观测星星时,如果看到星星带很明显的颜色,或是视野边缘的星星拖着尾巴,其长度达到星星大小的 2 倍,说明光学质量很差,不适合天文观测 。

* 选择 31.7mm ( 1.25 英寸)大目镜接口才能获得更好的光学质量。

五、 天文望远镜使用注意 事项

1 、绝对不能直接用望远镜观看太阳 , 观看太阳必须通过投影法或有专门滤光措施 。

2 、不要把望远镜当做玩具,要细心使用和维护 。

3 、不要认为用望远镜什么都能看到 。

观看效果越好,价格也越高,没有十全十美的望远镜,选择适合自己的最重要 。

4 、每一台望远镜都有它合适的放大倍数。超过 极限 不能增强分辨能力,反而会使物体变得很暗,难以 观测 。 60 ~ 80 口径的望远镜,合适的放大倍数应小于 100 倍。

5 、如果无法在夜空中识别五个以上的星座,就不要着急使用望远镜 。

6 、天文望远镜通常可以观看风景或动植物,很容易得到比双筒望远镜更高的放大倍率。 但 使用倍率应在 100 倍以下, 20-50 倍最合适。

* 作为 初学者,建议不要买 单筒 望远镜,顶多买个双筒,放大倍数越大,视野越小。购买双筒镜,口径大小 50mm 最好。放大倍率选 7X50 或 10X50 。

六、 目镜 知识

(一) 目镜 的 性能参数

目镜性能的参数主要是焦距、视场和出瞳距离 。

1 、视场: 目前标准的目镜(如 Plossl 和 OR 型目镜, 4 片 2 组)视场为 40 - 50 度,而广角目镜(通常超过 6 片)的视场超过 60 度,有的可达 84 度 。视场越大,观测范围越宽,观测效果越好。

2 、 出瞳距离 : 指能看清整个视场时观测者的眼睛到目镜的距离 。 出瞳距离直接决定着观测的方便和舒适程度。一个出瞳距离适中的目镜(如 15 - 20mm )会给观测带来很多方便。对于同一种目镜,其出瞳距离一般与焦距成正比。出瞳距离过短 、 过长 ,都 会带来 观测的 不便。

3 、目镜的配备: 一台望远镜通常应配备多个目镜 , 以便组合成多种放大倍数 。

① 首先应该配备一个低倍率、大视场的目镜用于观测面积大而表面亮度低的星云星团,同时也可以在使用高倍率目镜时先找到目标,它将是使用次数最多的目镜。这只目镜的放 大倍 率应为望远镜口径厘米数的 2 - 3 倍 。

对于口径较小的望远镜,焦距 40 - 55mm 的 Plossl 目镜(视场约 40 度)即可胜任 ; 相对口径较大时,最好选择焦距稍短的广角目镜(视场 >60 度)。 ② 中等倍率目镜主要用于观测星云星团等深空天体 。

典型的中等倍率是物镜口径厘米数的 5 - 10 倍。 ③ 高倍率主要用于观测行星、双星、致密的星云星团等 。

一个优质的物镜(如 10cm 的 APO 折射镜)应该允许使用其口径厘米数的 25 倍的放大率而不明显降低成像质量 的目镜 。

(二) 目镜 的种类

1 、惠更斯目镜( H 目镜)

荷兰科学家惠更斯于 1703 年设计,视场约为 25-40 度。惠更斯目镜是小型折射镜的首选,其缺点是视场小、反差低、色差、球差场曲明显。目前这种结构一般为显微镜的目镜采用。

2 、冉斯登目镜( R 目镜)

于 1783 年设计成功,视场约为 30-45 度,目前已很少采用。

3 、凯尔纳目镜( K 目镜、 RKE 目镜)

是在冉斯登目镜的基础上发展而来,出现于 1849 年,视场达到 40-50 度,低倍时有着舒适的出瞳距离,目前在一些中低倍望远镜中广泛应用,但高倍时表现欠佳。

4 、阿贝无畸变目镜 (OR 目镜 )

1880 年由德国蔡司公司创始人之一的阿贝设计。该目镜控制了色差和球差,还具有 40-50 度的平坦视场和足够的出瞳距离,在各倍率都有良好表现,一直被广泛采用。

5 、 普罗素式目镜( PL 目镜)

又叫 “ 对称目镜 ” 。其参数表现与 OL 目镜相当,具有更大的出瞳距离和视场,造价更低,而且适用于所有的放大倍率, 是目前应用最为广泛的目镜。

6 、爱勒弗广角目镜( ER )

1917 年研制成功,是专门为需要大视场的军用望远镜设计,视场高达 60-75 度。在低倍时表现非常出色,尤其适合观测深空天体。

* 目镜常见的表示方法:前面的英文代表目镜的种类,后面的数字代表目镜的焦距。

PL25= 焦距 25mm 普罗素式目镜

H10 = 焦距 10mm 惠更斯式目镜

来源:网络

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