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望遠(yuǎn)鏡的基本原理
望遠(yuǎn)鏡是一種用于觀察遠(yuǎn)距離物體的目視光學(xué)儀器,能把遠(yuǎn)物很小的張角按一定倍率放大,使之在像空間具有較大的張角,使本來無法用肉眼看清或分辨的物體變清晰可辨。所以,望遠(yuǎn)鏡是天文和地面觀測中不可缺少的工具。它是一種通過物鏡和目鏡使入射的平行光束仍保持平行射出的光學(xué)系統(tǒng)。根據(jù)望遠(yuǎn)鏡原理一般分為三種。
一種通過收集電磁波來觀察遙遠(yuǎn)物體的儀器。在日常生活中,望遠(yuǎn)鏡主要指光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。但是在現(xiàn)代天文學(xué)中,天文望遠(yuǎn)鏡包括了射電望遠(yuǎn)鏡,紅外望遠(yuǎn)鏡,X射線和伽嗎射線望遠(yuǎn)鏡。近年來天文望遠(yuǎn)鏡的概念又進(jìn)一步地延伸到了引力波,宇宙射線和暗物質(zhì)的領(lǐng)域。
在日常生活中,光學(xué)望遠(yuǎn)鏡通常是呈筒狀的一種光學(xué)儀器,它通過透鏡的折射,或者通過凹反射鏡的反射使光線聚焦直接成像,或者再經(jīng)過一個放大目鏡進(jìn)行觀察。日常生活中的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡又稱“千里鏡”。它主要包括業(yè)余天文望遠(yuǎn)鏡,觀劇望遠(yuǎn)鏡和軍用雙筒望遠(yuǎn)鏡。
常用的雙筒望遠(yuǎn)鏡還為減小體積和翻轉(zhuǎn)倒像的目的,需要增加棱鏡系統(tǒng),棱鏡系統(tǒng)按形式不同可分為別漢棱鏡系統(tǒng)和保羅棱鏡系統(tǒng),兩種系統(tǒng)的原理及應(yīng)用是相似的。
個人使用的小型手持式望遠(yuǎn)鏡不宜使用過大放大倍率,一般以3~12倍為宜,倍數(shù)過大時,成像清晰度就會變差,同時抖動嚴(yán)重,超過12倍的望遠(yuǎn)鏡一般使用三角架等方式加以固定。
望遠(yuǎn)鏡的基本原理
一、折射望遠(yuǎn)鏡
用透鏡作物鏡的望遠(yuǎn)鏡。分為兩種類型:由凹透鏡作目鏡的稱伽利略望遠(yuǎn)鏡 ;由凸透鏡作目鏡的稱開 普勒望遠(yuǎn)鏡 。因單透鏡物鏡色差和球差都相當(dāng)嚴(yán)重,現(xiàn)代的折射望遠(yuǎn)鏡常用兩塊或兩塊以上的透鏡組作物鏡。其中以雙透鏡物鏡應(yīng)用最普遍。它由相距很近的一塊冕牌玻璃制成的凸透鏡和一塊火石玻璃制成的凹透鏡組成,對兩個特定的波長完全消除位置色差,對其余波長的位置色差也可相應(yīng)減弱。在滿足一定設(shè)計條件時,還可消去球差和彗差。由于剩余色差和其他像差的影響,雙透鏡物鏡的相對口徑較小,一般為1/15-1/20,很少大于1/7,可用視場也不大。口徑小于8厘米的雙透鏡物鏡可將兩塊透鏡膠合在一起,稱雙膠合物鏡 ,留有一定間隙未膠合的稱 雙分離物鏡 。為了增大相對口徑和視場,可采用多透鏡物鏡組。折射望遠(yuǎn)鏡的成像質(zhì)量比反射望遠(yuǎn)鏡好,視場大,使用方便,易于維護(hù),中小型天文望遠(yuǎn)鏡及許多專用儀器多采用折射系統(tǒng),但大型折射望遠(yuǎn)鏡制造起來比反射望遠(yuǎn)鏡困難得多。
二、反射望遠(yuǎn)鏡
用凹面反射鏡作物鏡的望遠(yuǎn)鏡。可分為牛頓望遠(yuǎn)鏡、卡塞格林望遠(yuǎn)鏡、格雷果里望遠(yuǎn)鏡、折軸望遠(yuǎn)鏡幾種類型。反射望遠(yuǎn)鏡的主要優(yōu)點是不存在色差,當(dāng)物鏡采用拋物面時,還可消去球差。但為了減小其它像差的影響,可用視場較小。對制造反射鏡的材料只要求膨脹系數(shù)較小、應(yīng)力小和便于磨制。磨好的反射鏡一般在表面鍍一層鋁膜,鋁膜在2000-9000埃波段范圍的反射率都大于80%,因而除光學(xué)波段外,反射望遠(yuǎn)鏡還適于對近紅外和近紫外波段進(jìn)行研究。反射望遠(yuǎn)鏡的相對口徑可以做得較大,主焦點式反射望遠(yuǎn)鏡的相對口徑約1/5-1/2.5,甚至更大,而且除牛頓望遠(yuǎn)鏡外,鏡筒的長度比系統(tǒng)的焦距要短得多,加上主鏡只有一個表面需要加工,這就大大降低了造價和制造的困難,因此目前口徑大于1.34米的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡全部是反射望遠(yuǎn)鏡。一架較大口徑的反射望遠(yuǎn)鏡,通過變換不同的副鏡,可獲得主焦點系統(tǒng)(或牛頓系統(tǒng))、卡塞格林系統(tǒng)和折軸系統(tǒng)。這樣,一架望遠(yuǎn)鏡便可獲得幾種不同的相對口徑和視場。反射望遠(yuǎn)鏡主要用于天體物理方面的工作。
三、折反射望遠(yuǎn)鏡
由折射元件和反射元件組合而成的望遠(yuǎn)鏡。包括施密特望遠(yuǎn)鏡和馬克蘇托夫望遠(yuǎn)鏡及它們的衍生型,如超施密特望遠(yuǎn)鏡,貝克-努恩照相機等。在折反射望遠(yuǎn)鏡中,由反射鏡成像,折射鏡用于校正像差。它的特點是相對口徑很大(甚至可大于1),光力強,視場廣闊,像質(zhì)優(yōu)良。適于巡天攝影和觀測星云、彗星、流星等天體。小型目視望遠(yuǎn)鏡若采用折反射卡塞格林系統(tǒng),鏡筒可非常短小。
16X52=16倍放大X152MM口徑
12X50=12倍放大X50MM口徑
口徑越大,通光量越大,觀測效果越好,放大倍率也能提高一點.如果在口徑較小的望遠(yuǎn)鏡上用倍數(shù)較大的目鏡,會顯得比較暗,而且很容易晃動,導(dǎo)致頭暈.
一般來說,50MM用7-10倍比較好.
1、關(guān)于倍數(shù),現(xiàn)役的軍用手持望遠(yuǎn)鏡,倍數(shù)就是7倍或者8倍或者10倍。沒有12倍的!原因很簡單,不好用,抖是一個方面,另一個方面,倍數(shù)越高,視野越窄,你可以想象,本來就抖,視野再一窄,更沒辦法看了。
所以,手持望遠(yuǎn)鏡,不要買12倍的,要選,就選標(biāo)準(zhǔn)的倍數(shù)(7~10倍)。
2、即使是7~10倍這里面,也是有講究的。一般認(rèn)為,7稍微有點偏低,而10倍,對很多人來說,很多場合下都不太容易適應(yīng)。總體對大多數(shù)人,都是8更均衡一些。這方面如果你沒有直觀的經(jīng)驗,可以搜索下 大眾光學(xué) 選8倍還是10倍? ,可能看起來更直觀一些。
1、89式?jīng)]聽說過,要注意可能不是真實的,或者是很冷僻的產(chǎn)品。
所謂98式,是一個誤解,本來這個產(chǎn)品是和95競標(biāo)的,后來被競下來了。
98并不是真的所謂“98式”,它上面印的98,實際是指298廠,這個你明白吧。也就是說,如果你就是要選擇類似的,那么選擇95,比98更好。而95式其實性價比也不是太好的。
2、軍用級別望遠(yuǎn)鏡,市面上真的,是很少的。即使有真的,價格最低也要千八百元了。
自稱軍用望遠(yuǎn)鏡的,反而大多數(shù)都是些劣質(zhì)產(chǎn)品——連正規(guī)產(chǎn)品都不是。
現(xiàn)在產(chǎn)品假的挺多的,假冒和劣質(zhì)的占市面90%以上,還有虛假宣傳,其中最常見的就有“夜視”“紅外”“軍用”“日本櫻花”“俄羅斯”等等等等,建議你了解一下基本知識,可以看一下“常識與鑒別”,其中就有關(guān)于所謂的“軍用”方面的常識介紹。
建議特別關(guān)注其中關(guān)于倍數(shù)、軍用、夜視等方面的問題,也就是關(guān)于一些常見的虛假宣傳的介紹。 否則像不了解這方面的人,在這樣的市場狀況下,很容易受騙的。反正最簡單的一點,你就記住,真的軍用的很貴的,最低也在800多元才有。
另外介紹一下軍用望遠(yuǎn)鏡的情況,其實軍用的,基本上并不比民用的正規(guī)產(chǎn)品清晰"很多",或者說,普通人,如果你不是發(fā)燒友的話,看不出來很"懸殊"的區(qū)別——這個就好像數(shù)碼相機,1000元的普通數(shù)碼相機,和上萬元的專業(yè)單反相機——雖然確實有差別,但是是針對愛好者說的,對普通人,一般沒有必要買這么高檔的。是吧?
在放大倍數(shù)方面,軍用的和民用的倍數(shù),都是差不多一樣的,基本都在7~10倍。而市面上那些胡亂宣傳20倍、30倍、50倍的,其實連正規(guī)民用產(chǎn)品都不是。
天文望遠(yuǎn)鏡是現(xiàn)在天文學(xué)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。
天文望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng) 根據(jù)物鏡的結(jié)構(gòu)不同,天文望遠(yuǎn)鏡大致可以分為三大類:以透鏡作為物鏡的,稱為折射望遠(yuǎn)鏡;用反射鏡作為物鏡的,稱為反射望遠(yuǎn)鏡;既包含透鏡,又有反射鏡的,稱為折反射望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡的物鏡問題。
其實,一塊透鏡成像會產(chǎn)生象差,現(xiàn)在,正規(guī)的折射天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡大都由2~4塊透鏡組成。相比之下,折射天文望遠(yuǎn)鏡用途較廣,使用方便,比較適合做天文普及工作。
反射望遠(yuǎn)鏡的光路可分為牛頓系統(tǒng)和卡塞格林系統(tǒng)等。一般說來,對天文普及工作,特別是對觀測經(jīng)驗不足的愛好者來說,牛頓式反射望遠(yuǎn)鏡使用起來不太方便,其物鏡又需經(jīng)常鍍膜,維護(hù)起來也麻煩。
折反射望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡具有光力強,視場大和能消除幾種主要像差的優(yōu)點。這類望遠(yuǎn)鏡又分施密特系統(tǒng)、馬克蘇托夫系統(tǒng)和施密特卡塞格林系統(tǒng)等。
根據(jù)我們多年實踐的經(jīng)驗,中國科學(xué)院南京天文儀器廠生產(chǎn)的120折射天文望遠(yuǎn)鏡對于天文普及工作和廣大天文愛好者來說,是一種既方便又實用的儀器。 望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能 在天文觀測的對象中,有的天體有視面,有的沒有可分辨的視面;有的天體光極強,有的又特微弱;有的是自己發(fā)光,有的是反射光。
觀測者應(yīng)根據(jù)觀測目的,選用不同的望遠(yuǎn)鏡,或采用不同的方法進(jìn)行觀測;一般說來,普及性的天文觀測多屬于綜合性的,要考慮“一鏡多用”。選擇天文望遠(yuǎn)鏡時,一定要充分了解它的基本光學(xué)性能。
口徑--指物鏡的有效直徑,常用D來表示; 相對口徑--指物鏡的有效口徑和它的焦距之比,也稱為焦比,常用A表示;即A=D/F。 一般說來,折射望遠(yuǎn)鏡的相對口徑都比較小,通常在1/15~1/20,而反射望遠(yuǎn)鏡的相對口徑都比較大,通常在1/3.5~1/5。
觀測有一定視面的天體時,其視面的線大小和F成正比,其面積與F2成正比。象的光度與收集到的光量成正比,即與D2成正比,和象的面積成反比,即與F2成反比。
放大率--指目視望遠(yuǎn)鏡的物理量,即角度的放大率。它等于物鏡焦距和目鏡焦距之比。
不少人提到天文望遠(yuǎn)鏡時,首先考慮的就是放大倍率。其實,天文望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡不一樣,地面天文觀測的效果如何,除儀器的優(yōu)劣外,還受地球大氣的明晰度和寧靜度的影響,受觀測地的環(huán)境等諸因素的制約。
而且,一架天文望遠(yuǎn)鏡有幾個不同焦距的目鏡,也就是有幾個不同的放大倍率可用。觀測時,絕不是以最大倍率為最佳,而應(yīng)以觀測目標(biāo)最清晰為準(zhǔn)。
分辨角--指望遠(yuǎn)鏡能夠分辨出的最小角距。目視觀測時,望遠(yuǎn)鏡的分辨角=140(角秒)/D(毫米),D為物鏡的有效口徑。
視場--指天文望遠(yuǎn)鏡所見的星空范圍的角直徑。 貫穿本領(lǐng)--指在晴朗的夜晚,望遠(yuǎn)鏡在天頂方向能看到最暗弱的恒星星等。
貫穿本領(lǐng)主要和望遠(yuǎn)鏡的有效口徑有關(guān)。 例如,南京天文儀器廣生產(chǎn)的120折反射天文望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能為:主鏡的有效口徑為120mm,焦距為1500mm,相對口徑為1/12.5,目鏡放大倍率有:37.5倍,60倍,100倍,200倍,理論分辨角為1"一2",目視極限星等為12等,視場小于10。
它的尋星鏡物鏡有效口徑為35mm,焦距為175mm,放大率為7倍,視場為500。 天文望遠(yuǎn)鏡的目鏡 當(dāng)人們了解了天文望遠(yuǎn)鏡的基本光學(xué)性能以后,有人往往只注意物鏡,而忽視了做為望遠(yuǎn)鏡終端設(shè)備之一的目鏡。
其結(jié)果常常使再好的望遠(yuǎn)鏡也不能充分發(fā)揮應(yīng)有的本領(lǐng),只能望天興嘆。 天文望遠(yuǎn)鏡的目鏡主要有兩個作用:其一,將物鏡所成的像放大,這對于觀測有視面的天體和近距雙星是十分重要的;其二,使出射光束為平行光,使觀測者觀測起來舒適省力。
目鏡的種類很多,比較常用的有:惠更斯目鏡,用字母H表示,MH或HM表示惠更斯目鏡的改進(jìn)型,這類目鏡適用于低倍率或中倍率的觀測。冉斯登目鏡,以字母R表示,適于用作裝有十字絲或標(biāo)尺的目鏡,用在低倍率或中倍率的測量性觀測。
凱爾納目鏡,以字母K表示,是冉斯登目鏡的改進(jìn)型,消除了冉斯登目鏡的色差,這種目鏡,視場大,常用在低倍率觀測上,如彗星或大面積的天體。斯坦海爾的單心目鏡,蔡斯的無畸變目鏡,阿貝無畸變目鏡,希克無畸變目鏡都用在高放大率的觀測上,如對行星或月球表面細(xì)節(jié)的觀測等。
一架天文望遠(yuǎn)鏡應(yīng)備有多種目鏡,這樣才能便于不同的觀測,也才能最大限度地發(fā)。揮它應(yīng)有的作用。
曾見到這樣一個情況:某部門從國外訂購一架較好的天文望遠(yuǎn)鏡,但是只有兩個目鏡。可是說明書中介紹它有多種目鏡。
為什么只有兩個呢?賣方說,買方訂貨時設(shè)寫明。這是一個教訓(xùn)。
因此,訂購天文望遠(yuǎn)鏡時,事前一定要充分做好調(diào)研,有完整可靠的信息,有比較內(nèi)行的人把關(guān),認(rèn)真審核好訂貨程序才行。 尋星鏡和導(dǎo)星鏡 天文望遠(yuǎn)鏡的主鏡擔(dān)負(fù)著觀測的主角。
但是,許多天文觀測不是光靠主鏡就能全部順利完成的。它也需要有助手,這就是尋星鏡或?qū)晴R。
為了能迅速地搜尋到待觀測的天體,常常在主鏡旁附設(shè)一個小型天文望遠(yuǎn)鏡,它就是尋星鏡。尋星鏡一股都采用。
1、望遠(yuǎn)鏡其實分很多種的,觀測景物的望遠(yuǎn)鏡,可以分為手持和臺式(三腳架)高倍的。手持的可以隨身攜帶,手拿就可以看,臺式的必須上三腳架,無法手持觀測。
2、如果是手持的,不管是民用還是軍用望遠(yuǎn)鏡,手持的倍數(shù)都有一個標(biāo)準(zhǔn)的最佳倍數(shù)范圍,也就是7~10倍,其中,軍用最常用的,是7倍和8倍。市面上常見的所謂20倍,30倍,50倍,諸如此類的,都是騙人的,連正規(guī)產(chǎn)品的都不是。 不了解的人,很容易被誤導(dǎo)。
而如果是臺式的,這個倍數(shù)范圍比較大,因為有三腳架。但是對于觀察地面的景物,一般最高最高,我的經(jīng)驗,在地面上看景物,超過25倍畫質(zhì)就開始明顯下降了,因為空氣都開始沸騰的感覺了,而35倍開始,就沒有什么意義了。
3、好的望遠(yuǎn)鏡,也就是你在你想投入的價位里面,選擇比較正規(guī)的產(chǎn)品吧。
4、關(guān)于望遠(yuǎn)鏡的鑒別,作為普通人,最簡單的,恐怕就是從一些細(xì)節(jié)上,比如商家的宣傳是否正規(guī),是否誠實,產(chǎn)品是否有一些需要避開的表現(xiàn),比如 “日本櫻花” “夜視紅外” “微光” “俄羅斯”這類騙人的宣傳,或者風(fēng)險很大的不應(yīng)該考慮的方向。等等。這方面可以看下大眾光學(xué),有一些基礎(chǔ)的知識介紹,比較全面。
望遠(yuǎn)鏡的倍數(shù)是前面一個數(shù)字,后面一個數(shù)字為通光孔徑。這兩個數(shù)相乘并沒有具體的作用,這是兩個單獨的參數(shù)。
例如:20X22代表倍率為20倍,通光孔徑為22mm。
望遠(yuǎn)鏡的倍數(shù),在理論上與望遠(yuǎn)鏡的視野成反比,倍數(shù)越高,視野越小。所以望遠(yuǎn)鏡的倍數(shù)不適宜太大。50MM口徑的雙筒望遠(yuǎn)鏡,如果到了20倍就基本上到了極限了,如果倍數(shù)在大,視野就太小了。基本無法使用。
擴展資料:
望遠(yuǎn)鏡的基本知識:
1、望遠(yuǎn)鏡的口徑越大,集光力越大(集光力影響望遠(yuǎn)鏡視野亮度等)。望遠(yuǎn)鏡的口徑指:物鏡直徑,也就是望遠(yuǎn)鏡的鏡片直徑。
2、倍率也不是越大越好,因為它放大的不僅僅是你的視場角,同時放大的還有你雙手的抖動,一般來說,在陸地上最適宜人眼手持觀察的倍率是6-12倍,而且以6-8倍最佳,超過12倍以后由于視場角和入瞳直徑小,人手的晃動也被成倍放大,手持觀察就比較困難了。這也是為什么軍用的望遠(yuǎn)鏡大多在這個倍率范圍內(nèi)的原因(部分海用的望遠(yuǎn)鏡倍率可達(dá)15倍-20倍)。
3、極限倍率(極限倍率影響望遠(yuǎn)鏡能得到最大的有效放大倍率)。一般我們認(rèn)為極限倍率為望遠(yuǎn)鏡口徑的2倍,例如:102/1000型號的望遠(yuǎn)鏡其極限倍率為
200倍,不過這只是理論來講,同型號不同品牌的望遠(yuǎn)鏡之間光學(xué)素質(zhì)存在差異,一支光學(xué)優(yōu)秀的望遠(yuǎn)鏡則是可以超出極限倍率50倍左右。
參考資料:
搜狗百科-望遠(yuǎn)鏡參數(shù)
地面光學(xué)觀測仍是主要手段用于絕大多數(shù)處于凝聚態(tài)的天體(恒星等),其溫度從數(shù)千度到數(shù)萬度,輻射集 博冠天文望遠(yuǎn)鏡
中于光學(xué)波段 攜帶大量天體物理信息的譜線,主要集中于可見區(qū); 大氣在可見區(qū)有良好的透射 有良好的探測設(shè)備 有悠久的歷史和豐富的經(jīng)驗: 為什么說問“望遠(yuǎn)鏡能看多遠(yuǎn)”是錯誤的? 我們的肉眼就是一臺光學(xué)儀器,肉眼可以看到220萬光年以外的仙女座大星云,但是看不見距離地球最近的太陽系外恒星比鄰星(4.2光年)。相信大家已經(jīng)體會到了吧,說一個光學(xué)儀器能看多遠(yuǎn)是沒有意義的,只能說看多清。
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