根據(jù)
物鏡結(jié)構(gòu)的不同,天文
望遠(yuǎn)鏡大致可以分為以下三大類:
yzNX2u1 ,WDAcQ8\ 1.折射望遠(yuǎn)鏡
Lr\ B s=~7m.m 折射望遠(yuǎn)鏡是用
透鏡作物鏡將光線匯聚的系統(tǒng)。世界上第一架天文望遠(yuǎn)鏡就是伽利略制造的折射望遠(yuǎn)鏡,它是采用一塊凸透鏡作為物鏡的,是最簡單的一種望遠(yuǎn)鏡。因而有的天文愛好者買了一塊透鏡,以為就解決了望遠(yuǎn)鏡的物鏡問題。其實,由于玻璃對不同顏色光線的折射率不同(導(dǎo)致
焦距不同),會產(chǎn)生嚴(yán)重的色差,單塊透鏡成像還會產(chǎn)生較嚴(yán)重的象差(即“象”與“物”在形狀與顏色方面的失真)。舉例來說,一顆遙遠(yuǎn)的恒星在優(yōu)質(zhì)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中應(yīng)該成像為一個白色的光點(光點越小其
光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量越高,而在劣質(zhì)望遠(yuǎn)鏡中它會變成一個彩色的光斑——很多人恰恰在這一點上存在模糊概念,舉一個真實的例子:在1979~1980年哈雷彗星回歸時,我們親耳聽到一些來我們天文系觀看哈雷彗星的參觀者抱怨說,他們在別處望遠(yuǎn)鏡中看到的哈雷彗星是彩色的,而在我們的望遠(yuǎn)鏡中卻是白色的,認(rèn)為我們的望遠(yuǎn)鏡質(zhì)量不好,令他們失望,殊不知,他們恰恰是把偽劣與優(yōu)質(zhì)弄了個顛倒。
P[P72WR 因此,現(xiàn)在正規(guī)的折射(或折反射)天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡大都由2~4塊透鏡組成復(fù)合透鏡,或采用特殊昂貴的
光學(xué)玻璃制作(如美國meade公司的ed系列),或?qū)⒏恼R的鏡面磨制成較為復(fù)雜的非球面(如施密特系統(tǒng))等,用來盡可能消除色差與其他
像差(但“殘余色差”不可能完全消除)。通常折射望遠(yuǎn)鏡的相對口徑較小,即焦距長,底片比例尺(單位角距離的天體在底片上成像的距離)大,從而
分辨率高,比較適合于做天體測量方面的工作(如測量恒星的位置、雙星的角距等)。當(dāng)然由于它的相對口徑(物鏡口徑/焦距)較小,星象的亮度(所謂“光力”)會減弱,拍攝暗天體時的曝光時間要增加。
"!/_h > 折射望遠(yuǎn)鏡由于對物鏡光學(xué)玻璃的材質(zhì)和制作工藝的要求較高,所以成本較高。由于它的鏡身特別長,所以限制了它口徑的增加,一般業(yè)余用的折射天文望遠(yuǎn)鏡口徑最大不超過220mm,若再要加大口徑,成本將無法承受(相比之下,另兩種望遠(yuǎn)鏡的成本要低得多)。但對于小口徑望遠(yuǎn)鏡來說,它的制作成本還不算很高,而它的優(yōu)點是用途較廣(既可用于天文觀測,也可用來觀賞風(fēng)光),使用和維護(hù)較方便,還是比較適合于愛好者選購。
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{3r9 2.反射望遠(yuǎn)鏡
>hL'#;:f# \\G6c4fC 反射望遠(yuǎn)鏡的物鏡是反射鏡,為了消除像差,一般制成拋物面鏡或拋物面鏡加雙曲面鏡組成卡塞格林系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中,天體的光線在進(jìn)入目鏡前只受到反射,目前反射望遠(yuǎn)鏡在天文觀測中的應(yīng)用已十分廣泛。由于鏡面材料在光學(xué)性能上沒有特殊的要求,且沒有色差問題,也不需要極長的鏡筒,因此,它與折射系統(tǒng)相比,可以制成大口徑的望遠(yuǎn)鏡,也可以使用多鏡面拼鑲技術(shù)等;而鏡面在
鍍膜后,可獲得從紫外到紅外波段良好的反射率;因此較適合于進(jìn)行恒星物理方面的工作(恒星的測光與分光),目前在世界上設(shè)計和建造的大口徑望遠(yuǎn)鏡都是采用的反射系統(tǒng),遺憾的是反射望遠(yuǎn)鏡的反射鏡面需要定期鍍膜,故它在科普望遠(yuǎn)鏡中的應(yīng)用受到了限制。
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h 反射望遠(yuǎn)鏡由于工作焦點的不同又分為牛頓系統(tǒng)、卡塞格林(r—c)系統(tǒng)(如我國最大的2.16米望遠(yuǎn)鏡)和折軸系統(tǒng)等,業(yè)余愛好者使用的反射望遠(yuǎn)鏡多為牛頓系統(tǒng),從外形上看,它與折射與折反射望遠(yuǎn)鏡最大的不同是它的觀測目鏡在望遠(yuǎn)鏡鏡筒的前端(如圖)。對業(yè)余愛好者來說,其突出的優(yōu)點是沒有色差且價格最低。
^$,kTU'= 由于反射望遠(yuǎn)鏡的反射鏡面在觀測時是完全敞開在空氣中,沒有鏡筒與物鏡等的保護(hù),所以極易受到塵埃與空氣中氧氣等的污染與氧化,需要定期拆卸下來清洗、鍍膜與重新安裝校準(zhǔn),這對于沒有經(jīng)驗的愛好者來說是相當(dāng)困難的事。另外,反射望遠(yuǎn)鏡由于視場很。ㄒ话愣夹∮1°),因此它只能用于天文觀測,不能用來觀賞風(fēng)光等,這就使得反射望遠(yuǎn)鏡的應(yīng)用受到了限制。
^oB1 &G 所以對觀測經(jīng)驗不足的愛好者來說,我們一般不推薦購買反射望遠(yuǎn)鏡
0o=)&%G :lQjy@J 3.折反射望遠(yuǎn)鏡
OK J%M]< %y7wF'_Y 顧名思義是將折射系統(tǒng)與反射系統(tǒng)相結(jié)合的一種
光學(xué)系統(tǒng),它的物鏡既包含透鏡又包含反射鏡,天體的光線要同時受到折射和反射。這種系統(tǒng)的特點是便于校正軸外像差。以球面鏡為基礎(chǔ),加入適當(dāng)?shù)恼凵渫哥R(也稱“改正鏡”),用以校正球差,獲得良好的成像質(zhì)量。按照改正鏡形狀的不同,這類望遠(yuǎn)鏡又分為馬克蘇托夫—卡塞格林系統(tǒng)和施密特—卡塞格林系統(tǒng)(如美國meade lx200 gps-smt望遠(yuǎn)鏡)。由于折反射望遠(yuǎn)鏡具有視場大、光力強(qiáng)、能消除幾種主要像差的優(yōu)點,適合于觀測有視面天體(彗星、星系、彌散星云等),并可進(jìn)行巡天觀測。另外,由于它的光線在鏡筒內(nèi)通過反射走了一個來回,所以與同樣焦距的折射望遠(yuǎn)鏡相比,其鏡筒縮短了一半以上,使整架望遠(yuǎn)鏡的體積、份量大大減小,便于攜帶進(jìn)行流動觀測。它美中不足的是改正鏡很難磨制,所以成本較高,也無法把口徑做得很大。但總的來說,由于它優(yōu)良的成像質(zhì)量和輕便性、多用途等突出的優(yōu)點,很適合天文愛好者使用
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