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天文望遠鏡

2017-03-22 11:19 瀏覽:35    評論:0       
核心摘要:天文望遠鏡是現在天文學最基本的儀器,也是廣大天文普及工作者和天文愛好者必備的觀測工具根據物鏡的結構不同,天文望遠鏡大致可
 天文望遠鏡是現在天文學最基本的儀器,也是廣大天文普及工作者和天文愛好者必備的觀測工具根據物鏡的結構不同,天文望遠鏡大致可以分為三大類:以透鏡作為物鏡的,稱為折射望遠鏡;用反射鏡作為物鏡的,稱為反射望遠鏡;既包含透鏡,又有反射鏡的,稱為折反射望遠鏡。往往有的天文愛好者買了一塊透鏡,以為這就解決了望遠鏡的物鏡問題。其實,一塊透鏡成像會產生象差,現在,正規的折射天文望遠鏡的物鏡大都由2~4塊透鏡組成。相比之下,折射天文望遠鏡用途較廣,使用方便,比較適合做天文普及工作。 承接光學設計項目

1.折射望遠鏡 

折射望遠鏡是用透鏡作物鏡將光線匯聚的系統。世界上第一架天文望遠鏡就是伽利略制造的折射望遠鏡,它是采用一塊凸透鏡為物鏡制作而成的。由于玻璃對不同顏色光的折射率不同,會產生嚴重的色差,因此,后來的折射望遠鏡多采用復合透鏡作為物鏡,即由兩塊以上的透鏡組成,用來消除色差。通常折射望遠鏡的相對口徑較小,即焦距長,底片比例尺大,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)。

優點:

使用方便、制造簡單。

適合觀測月亮、行星、雙星,特別是對于大孔徑的望遠鏡。

結構小巧、不需要額外的維護費用。

封閉的鏡筒減弱了空氣流動對成像質量的破壞,同時保護了光學鏡頭

易于搬運,適合遠距離的室外觀測。

可以避免二次成像,形成高反差的像質。 

通過消色差設計,可以很好的避免色差的出現。

  缺點: 

  價格較牛頓式或卡賽格林式昂貴。

同樣口徑下,折射式望遠鏡較牛頓式或卡賽格林式更重、更長、體積更大。

由于口徑的限制,不適合于觀測深空天體比如河外星系、星云等等。 

焦比較小的缺點造成利用折射望遠鏡來拍攝深空天體顯得比較困難。

在消色差設計中,所得影像的色彩或多或少也會有一點的畸變。

2.反射望遠鏡

反射望遠鏡的物鏡是反射鏡,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。在這種系統中,天體的光線只受到反射。目前反射望遠鏡在天文觀測中的應用已十分廣泛,由于鏡面材料在光學性能上沒有特殊的要求,且沒有色差問題,因此,它與折射系統相比,可以使用大口徑材料,也可以使用多鏡面拼鑲技術等;而鏡面在鍍膜后,可獲得從紫外到紅外波段良好的反射率;因此較適合于進行恒星物理方面的工作(恒星的測光與分光),目前設計和建造的大口徑望遠鏡都是采用的反射系統,遺憾的是反射望遠鏡的反射鏡面需要定期鍍膜,故它在科普望遠鏡中的應用受到了限制。

反射望遠鏡由于工作焦點的不同又分為牛頓系統和R-C系統(如我國最大的2.16米望遠鏡)、折軸系統等。一般說來,對天文普及工作,特別是對觀測經驗不足的愛好者來說,牛頓式反射望遠鏡使用起來不太方便,其物鏡又需經常鍍膜,維護起來也麻煩。

優點:`

由于反射鏡的造價要比透鏡低的多,因此對于大口徑的望遠鏡來說,經常做成反射式的,而不是笨重的折射式。 

便攜式設計的反射望遠鏡,雖然鏡筒只有500mm,但焦距卻可以達到1000mm。

牛頓式反射鏡的焦比可以達到f/4到f/8,非常適合觀測那些暗弱的河外星系、星云。

有些時候用這種望遠鏡觀測月亮和行星也是很適合的。

如果要進行拍照,使用牛頓式望遠鏡時非常好的。但是使用起來要比折反式望遠鏡要麻煩一點。

牛頓式結構可以很好的會聚光線,在焦點處得到一個非常明亮的像。

缺點:

開放的鏡筒式的空氣可以流通,這樣不僅會影響到成像的穩定度,而且一些塵埃會隨著流動的空氣進入鏡筒并附著在物鏡上,長此以往會破壞物鏡表面的鍍膜,使其反射力下降。

由于這種結構的物鏡比較容易破裂,所以使用的時候需要倍加小心。

對于偏軸的光線,牛頓式望遠鏡會產生彗差。

這種結構的望遠鏡不適合于對地面景觀的觀測。 

通常牛頓式望遠鏡的口徑和體積都比較大,因此價格也比較昂貴。

由于加了一個二級平面反射鏡,所以會損失一些光線。

3.折反射望遠鏡 

顧名思義是將折射系統與反射系統相結合的一種光學系統,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。這種系統的特點是便于校正軸外像差。以球面鏡為基礎,加入適當的折射元件,用以校正球差,得以取得良好的光學質量。這類望遠鏡又分施密特系統、馬克蘇托夫系統和施密特--卡塞格林系統等。應用最廣泛的有施密特望遠鏡,施密特--卡塞格林系統,馬克蘇托夫與馬克蘇托夫-卡塞格林望遠鏡四種類型。由于折反射望遠鏡具有視場大、光力強等特點,適合于觀測延伸(彗星、星系、彌散星云等)天體,并可進行巡天觀測,較適合天文愛好者使用。 

折反射望遠鏡是由透鏡和反射鏡組成。天體的光線要受到折射和反射。這類望遠鏡具有光力強,視場大和能消除幾種主要像差的優點。

其優點是:

這種系統摒除了反射鏡和折射鏡的缺點,具有綜合性的、多用途的結構。

出色的光學系統為觀測者提供了寬視場、高清晰度的影像。

無論用肉眼直接觀測還是用高速底片、CCD進行拍攝,施密特-卡塞格林系統都可以勝任。

卡塞格林系統也同樣適合拍攝月亮、行星等有視面的天體。

封閉的鏡筒使得觀測到的影像較少受到空氣流動的影響。

望遠鏡的焦比一般在f/10左右。滿足各種攝影技術的需要。

大多數卡塞格林系統的望遠鏡非常輕便,易于攜帶,操作簡便。

(責任編輯:小編)
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