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望远镜的基础知识

2013-09-24  BGTWOQBHA
 天文望远镜的基本知识

(一) 要了解天文望远镜的基本知识
     天文望远镜有折射式、反射式和折反射式3种:
  1、折射式使用起来比较方便,视野较大,星像明亮,但是有色差,从而降低了分辨率。优质折射镜的物镜是2片双分离消色差物镜或3片复消色差物镜。不过,消色差或复消色差并不能完全消除色差,所谓消色差物镜只是对白光中7种色光的2种色光(红和兰光)消除色差,而复消色差物镜除了对2种色光消色差之外,还对第3种色光(黄光)消除了剩余色差。
    2、反射镜的优点是没有色差,但是,反射镜的彗差和像散较大,使得视野边缘像质变差。常用的反射镜有牛顿式和卡塞格林式2种。前者光学系统简单、价格便宜,球面反射镜在后端,目镜在前端侧面;后者光学系统的主、付镜为非球面,主镜和目镜都在后面,成像质量较好,价格也较贵。
    3、折反射镜兼顾了折射镜和反射镜的优点:视野大、像质好、镜筒短、携带方便。与同等焦距和同等口径的折射望远镜相比,价格还不及三分之一。折反射镜有施密特-卡塞格林式和马克苏托夫-卡塞格林式2种,后者又称马-卡镜。马-卡镜有2片式和3片式2种。譬如:BOSMA马卡150/l800和BOSMA马卡200/2400都是3片式,因像质比2片式更好,倍受国内外天文爱好者的欢迎。
(二) 合理选择望远镜的焦距
    选择望远镜的焦距,与你想要观测的天体有关。如果你想观测星云、寻找彗星,要选择短焦距镜;如果你想观测月亮和行星,要选择长焦距镜;如果你想观双星、聚星、变星和星团,最好选择中焦距镜。中焦距镜可以两头兼顾,比较受欢迎,通常短焦是指焦距与口径之比小于或等于6,长焦是指焦距与口径之比大于15,介于两者之间称之为中焦距镜。
    (使用增倍镜可以成倍延长望远镜的焦距。)
(三) 放大倍数并非越大越好
    天文望远镜倍率=F/f,即望远镜物镜焦距除以目镜焦距。根据天文学家长期观测的经验,观测深空天体最大放大倍数不得大于1.5倍物镜的口径(以毫米数表示),用口径100毫米物镜的望远镜,在大气条件为中等宁静度的情况下观测,不得大于125倍。最佳宁静度时,可达190倍;口径200毫米时,在大气条件为中等宁静度的情况下观测,不得大于170倍。最佳宁静度时,可达340倍。
    实际上对于爱好者观测明亮的天体,最大倍率可达2倍,甚至2.5倍物镜的口径(以毫米数表示)。不过,过大的倍数使影像更大、更暗,同时大气抖动也放大了,使影像更模糊。
(四) 根据个人的经济能力,尽可能选择口径大的望远镜
    1、口径大,接收到的光能量就多,可以观测到更暗的天体;
    2、口径大,最大有效放大倍数V就大,因为V=主镜口径D?2.5(以毫米数表示);
    3、口径大,分辨率高,可以观测到行星更多细节,可以分辨双星,还有可能发现更暗的小行星和彗星。
    *分辨率是衡量望远镜光学性能好坏的最重要指标。
   分辨率(分辨角)=140"/D,当望远镜口径等于100毫米时,分辨角=140"/100=1.4"
     分辨角理论上讲,只是与口径有关,实际上与光学设计、加工和装、校都有关系。一般科普望远镜的分辨角能达到2倍理论分辨角,就算得上是优质望远镜,而BOSMA马卡150/l800,经进口计量仪器检验,分辨角优于1",已接近理论值:140”/150。
(五) 如何辨别科普天文望远镜的光学质量?
      白天购买时,你可用望远镜观测远处一幢大楼,将大楼的轮廓线移到视野的1/4处,如果轮廓线橙黄色或兰紫色特别明显,或轮廓线弯曲得特别厉害,不要买;再看一看远处的树叶,一般来说,60毫米口径的望远镜,能看清40米远处的树叶的叶筋,看不清的别买。当然口径越大,看得越远。BOSMA开拓者60/700(口径60毫米)能看清50米外梧桐树的叶筋。
  晚上你可以看星星,如果看到的星星是带颜色的,而且特别明显,或者是视野边缘的星星拖着尾巴,其长度达到星星大小的2倍,这种望远镜不适合用于天文观测。
(六) 对望远镜的分辨率本领(即分辨率)的检验
  检验望远镜分辨率的最好方法是观测双星。譬如;天鹰座π星是双星(牛郎星附近),角距为1〞.4;白羊座ε星是双星,角距1〞.5;天鹅座δ星 双星,2〞.1;天琴座ε星双星,ε1双星2〞.8,ε2双星2〞.3;狮子座的γ星双星4〞.3;南十字座α星双星4〞.7;巨爵座γ星双星5〞.2;巨蟹座ζ星双星,5〞.9。

(七) 关于行星的观测
  观测金、木、水、火、土星时所需的放大倍数是使望远镜视场内的行星小圆面与肉眼看到的满月有同样的视场大小(31角分)。所以,观测木星时大于40倍;观测金星和火星大于70倍;观测土星大于100倍;观测水星时大于280倍。也可以说,用口径50mm的物镜就可观测木星,用80mm的物镜就可观测金星和火星,而观测水星则要用280mm的物镜。
(八) 关于太阳黑子的观测
  大的黑子用小望远镜就能看到,而一些很小的黑子则要用大望远镜才能看清楚。业余观测黑子一般采用投影观测。但目视观测效果更好。不过要在镜筒前端加一块大的滤光片,而大的滤光片价格很昂贵。
  业余爱好者可以目镜前端加一块小的滤光片,效果也不错。但要注意:观测时间要尽量缩短!两次观测时间的间隔要长!
滤光片一定要用光学玻璃磨制,两面要平行。有些望远镜用带色塑料做滤光片是不科学的,一是效果极差,二是万一破了,会伤害观测者的眼睛。
  观测太阳和月球要用口径比(D/F)小的望远镜,最好是1:15~1:20。也可在物镜前加一只光栏,用以减小口径比。不过,这样做会降低望远镜的分辨本领。
      (使用增倍镜可以成倍延长望远镜的焦距。)
(九) 关于月球的观测
  月球有环形山、链状山脉、月海、月谷、沟纹(干涸的河流)和亮辐射纹,好的望远镜可看到月球上非常细微的细节。“月球几乎永远是检验观测者眼力和望远镜质量的理想场所”。
观测月球最好的放大倍率是(1-1.5)*主镜口径(mm),例如:口径100mm的望远镜最高放大倍数为100~150倍。
(十) 关于天文望远镜支架
  望远镜支架有地平式和赤道式2种,都有2个相互垂直的转轴。天文望远镜的视野一般都比较小,而且放大倍率越大,视野就越小,要选择一个不会因微风吹而抖动的支架。
(十一)关于望远镜目镜
望远镜目镜一般有6种:

1)惠更斯目镜(简称H目镜):
     由2片平凸透镜组成,两块透镜的凸面都朝向望远镜物镜一方。畸变比R目镜大,球差和场曲比R目镜更大,但彗差可改正,象散较小,放大率色差较小,视场较R目镜大。

2)冉斯登目镜(简称R目镜):
     由2片平凸透镜组成,两块透镜的凸面朝内,平面朝外;能除去彗差,像散较小,但畸变大,放在率色差大。视场较小。

3)凯涅尔目镜(简称K目镜):
     它是冉斯登目镜的改进型。向场镜为双凸透镜,而接目镜为由正负透镜组成的胶合透镜,故轴上点的色差和球差较小,畸变也比R目镜小,视场较大,可达45o。但不能消除场曲。当向场镜改为双胶合透镜时,视场可达50o。

4)对称目镜(PL目镜,又称消象散目镜):
     由两组完全相同的胶合透镜组成。轴上球差与色差消除,没有象散和场曲。视场40o以内放大率色差亦消除。不过,当视场大于40o时,象质迅速变坏。

5)厄尔弗目镜(Elfer):
     在对称式目镜当中增加了1块透镜,共有5块透镜,减少了高级象差,增大了视场。视场可60o-65o。

6)无畸变目镜(Or目镜):
      光学质量好,视场大。如果都用球面透镜的话,结构很复杂,通常把最后一面改为抛物面。视场可达70o-100o。
      H、R为低档目镜,用在较小口径、较小视场的中、低档普及型天文望远镜上,能满足一般观测要求;
      K、PL为中档目镜,用在中档普及型天文望远镜上;
      Elfer、Or为高档目镜。 除此之外,还有用低色散材料设计的ED目镜。

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