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誰能告訴我關於天文望遠鏡的基本知識?

1000-2000元天文望遠鏡家用就夠了。壹般可以在攝影器材的商品市場上買到。有兩種:折射式和直射式。

基礎知識

根據物鏡結構的不同,天文望遠鏡大致可以分為三類:以透鏡為物鏡的稱為折射式望遠鏡;用壹面鏡子作為物鏡的叫做反射望遠鏡;它包含壹個透鏡和壹個反射鏡,這就是所謂的折反射望遠鏡。壹些天文愛好者經常會買壹個鏡頭,以為這樣就解決了望遠鏡物鏡的問題。事實上,壹個鏡頭成像會產生像差。目前,正常折射天文望遠鏡的物鏡大多由2 ~ 4片透鏡組成。相比之下,折射式天文望遠鏡應用廣泛,使用方便,更適合天文普及。

反射式望遠鏡的光路可分為牛頓系統和卡-塞格林系統。總的來說,對於天文學的普及,特別是對於觀測經驗不足的業余愛好者來說,牛頓型反射式望遠鏡使用起來不方便,其物鏡需要經常鍍膜,維護起來也比較麻煩。反折射反射望遠鏡由透鏡和反射鏡組成。天體的光被折射和反射。這種望遠鏡具有光焦度強、視場大、消除幾種主要像差的優點。這種望遠鏡分為施密特系統、馬克蘇托夫系統和施密特-卡德-塞格林系統。根據我們多年的實踐經驗,中國科學院南京天文儀器廠生產的120折射式天文望遠鏡是天文普及和天文愛好者的壹種方便實用的儀器。

望遠鏡的光學性能

天文觀測的對象中,有的天體有視平面,有的沒有可分辨的視平面;有些天體有極強的光,有些則極弱;有些會自己發光,有些會反光。觀測者應根據觀測目的選擇不同的望遠鏡或采用不同的方法進行觀測;壹般來說,萬能天文觀測多是綜合性的,要考慮“壹鏡多用”。在選擇天文望遠鏡時,我們必須充分了解它的基本光學特性。

光圈是指物鏡的有效直徑,常用d表示;

相對孔徑是指物鏡的有效孔徑與其焦距的比值,也稱為焦比,常以a表示;即a = d/f

壹般來說,折射望遠鏡的相對孔徑比較小,通常在1/15到1/20之間,而反射望遠鏡的相對孔徑比較大,通常在1/3.5到1/5之間。在觀測具有壹定觀看面的天體時,觀看面的線大小與F成正比,其面積與F2成正比。圖像的光度與收集的光量成正比,即與D2成正比,與圖像的面積成反比,即與F2成反比。

放大率是指視覺望遠鏡的物理量,即角度的放大倍數。它等於物鏡的焦距與目鏡的焦距之比。

很多人提到天文望遠鏡,首先考慮的就是放大倍數。其實天文望遠鏡和顯微鏡是不壹樣的。在地面上進行天文觀測的效果,受到地球大氣的清澈寧靜和觀測場地環境的影響。而且壹個天文望遠鏡有幾個不同焦距的目鏡,也就是有幾個不同的放大率。觀察時,最大放大倍數絕不是最好的,以最清晰的觀察目標為準。

分辨角是指望遠鏡能夠分辨的最小角距離。目視觀測時,望遠鏡的分辨角= 140(角秒)/D(毫米),D為物鏡的有效孔徑。

視場是指天文望遠鏡看到的星空的角直徑。

穿透是指在晴朗的夜晚,望遠鏡在天頂方向可以看到最微弱的星等。穿透能力主要和望遠鏡的有效口徑有關。

如南京天文儀器有限公司生產的120折反射式望遠鏡的光學特性為:主鏡有效孔徑為120mm,焦距為1500mm,相對孔徑為1/12.5,目鏡放大倍數為37.5倍、60倍、65435倍。其取景器物鏡有效孔徑35mm,焦距175mm,放大倍數7倍,視場500。

天文望遠鏡的目鏡

人們在了解天文望遠鏡的基本光學性能時,往往只關註物鏡,而忽略了作為望遠鏡終端設備之壹的目鏡。結果就是,再好的望遠鏡也發揮不出應有的技能,只能仰望天空嘆息。

天文望遠鏡的目鏡主要有兩個作用:壹是放大物鏡形成的像,這對於觀測有觀察面的天體和較近的雙星非常重要;其次,出射光束為平行光,使觀察者舒適省力。目鏡有很多種,其中惠更斯目鏡比較常用,用字母H表示,MH或HM表示改進的惠更斯目鏡,適用於低倍或中倍的觀察。蘭斯登目鏡,用字母R表示,適合用作帶有十字準線或標尺的目鏡,用於低倍率或中倍率的測量觀察。字母K表示的Chelner目鏡是Ransden目鏡的改進版本,它消除了Ransden目鏡的色差。這種目鏡視場大,常用於低倍率觀測,如彗星或大面積天體。Steinhale的單筒鏡頭,Chase的不失真目鏡,Abbe的不失真目鏡,Hick的不失真目鏡都是用於高倍放大的觀察,比如對行星或者月球表面細節的觀察。

壹臺天文望遠鏡應該配備多種目鏡,以便於不同的觀測,最大限度地發揮作用。發揮其應有的作用。我見過這樣壹個情況:某部門從國外訂購了壹臺比較好的天文望遠鏡,但是只有兩個目鏡。不過手冊介紹它有多種目鏡。為什麽只有兩個?賣家說買家下單的時候就設定好了。這是壹個教訓。因此,訂購天文望遠鏡時,壹定要事先做好調研,有完整可靠的資料,有專家把關,仔細審核訂購程序。

尋星器和引導鏡

天文望遠鏡的主鏡負責觀測的主要作用。但是,很多天文觀測並不是單靠主鏡就能順利完成的。它還需要壹個助手,這個助手就是尋星者或者導星者。

為了快速搜索要觀測的天體,往往會在主鏡上附加壹個小型天文望遠鏡,也就是尋星器。每個尋星鏡都使用折射式天文望遠鏡。它的光軸與主鏡的光軸平行,從而與主鏡的目標保持壹致。取景器的物鏡孔徑壹般在5 ~ 10 cm左右,視場在30 ~ 50左右,放大倍數在7 ~ 20倍左右。用於校準的十字線安裝在焦平面上。觀測時,先用尋星器找到要觀測的天體,調整到視場中心。此時天體自然處於主鏡的視場中心。

主鏡在長時間觀測時,為了及時修正跟蹤中的誤差,在主鏡旁邊設置壹個起監視作用的瞭望鏡,稱為導星鏡。用於天文普及的望遠鏡也是用導星鏡代替導星鏡。望遠鏡的安裝與跟蹤壹臺理想的天文望遠鏡不僅要有優秀的光學系統,還要解決壹系列的機械結構問題。比如鏡筒怎麽豎起來?為了觀測地平線上的任何天體,根據軸方向的選擇,天文望遠鏡裝置通常分為兩類:地平線裝置和赤道裝置。在地平儀中,天體的地平經度是鏡像的,當它沿橫軸變化時,就代表天體的地平緯度。由於周日天球的視運動,天體的兩個量在地平線坐標中隨時變化,只表示瞬時位置。所以壹般來說,地平儀不方便長時間連續觀測。

赤道裝置解決了這個問題。它的壹個軸平行於天軸,被稱為極軸。另壹個軸垂直於極軸,稱為赤緯軸。鏡筒繞極軸旋轉時是對角線變化,繞赤緯軸旋轉時是赤緯變化。天體的赤緯不隨周日運動而變化,而是壹個常數。因此,只要鏡筒跟隨天體繞過極點,就可以將天體保持在視場內。這是追蹤天體的基本原理。很明顯,這是為了克服地球自轉引起的相對位置變化。地球以每四分鐘10的速度自西向東自轉,跟蹤天體也要以每四分鐘10的勻速自東向西繞極軸運動。怎麽讓鏡頭筒這樣旋轉?驅動跟蹤裝置的機械系統叫做轉速表。在本世紀以前,轉鐘的動力由鏈式重錘或發條提供,轉鐘的速度由離心調速器控制。目前,旋轉鐘由電機驅動,速度由天文鐘或無線電振蕩器控制。導星是為了彌補跟蹤的誤差。

可見,對於天文普及來說,最好是將天文望遠鏡與能夠追蹤天體的赤道裝置相匹配。

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