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天文望远镜与一般望远镜的差别
发布于:2016-05-20转载自互联网
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天文望远镜的种类 望远镜通常是由一个长焦距物镜主镜将天体的影像聚焦再在焦点附近用一个短焦距目镜把这个影像放大。一般来说望远镜可分为折射望远镜、反射望远镜及折反射望远镜三大类。折射式望远镜 Refractor 折射望远镜与赤道仪 一般折射望远镜的物镜是由两块不同折光率的玻璃镜片组成以减少色差使红蓝两色的影像聚在同一焦点上这类镜头称为消色差镜头Achromatic lens。严格来说这类镜头影像外围仍有一个很淡紫色的光晕。为了减少镜头的球面差Spherical aberration彗形像差Coma及像散Astigmatism一般可将焦比值增大因此一般折射望远镜的口径与焦距比焦比起码在f10至f16之间。 较高级的镜头是由三块不同折光率的玻璃镜片组成或采用较低色散的玻璃ED或甚至采用萤石晶体来制造可消除红、绿、蓝三色的色差。这些镜头称为复消色差镜头Apochromat。它们的口径与焦距比可以达到f5。使到望远镜的长度缩短及重量较轻使用较为方便但售价十分昂贵。 由于折射望远镜筒可以密封所以维修保养方面较为方便更适宜于搬往野外使用同时亦不受镜筒内气流的影响。 由于镜头起码由两块玻璃组成所以成本要磨制四块镜面较同口径的反射望远镜昂贵。市面上一般售卖的小型天文望远镜多属折射望远镜。反射望远镜 Reflector 反射望远镜是利用一块镀了金属通常是铝的凹面玻璃聚焦由于焦点在镜前所以必须在物镜焦点之前用另一块镜将影像反射出镜筒外再用目镜放大。 反射望远镜没有色差因不用透过玻璃故无色散但有其他各类的像差。如将反射凹面磨成抛物线形Parabolic则可消除球面差但受彗形像差的影响严重故边缘部份仍觉松散。 现时一般中小型的反射望远镜有下列二种型式:牛顿式 Newtonian 利用一块与光轴成45度平面镜Flat or diagonal作为副镜Secondary将影像反射至镜筒前侧。这种结构最为简易影像反差较高亦最多人选用通常焦比在f4至f8之间。卡赛格林式或简称卡式 Cassegrain 卡赛格林式反射望远镜 利用一块双曲面凸镜Convex hyperboloid作为副镜在主镜焦点前将光线聚集穿过主镜一个圆孔而聚焦在主镜之后。因为经过一次反射所以镜筒可以缩短但视场较窄像散较牛顿式严重同时有少许场曲Curvature of field。 由于反射式望远镜只要磨制一个光学面所以以同一口径而论价钱较折射镜为廉。普通天文爱好者拥有150mm、200mm口径的为数不少反射式望远镜同时可以自己磨制。 因为镜筒不可能密封所以主镜很易受烟尘影响故难于保养同时受气温与镜筒内气流的影响较大搬运时又很易移动了主镜与副镜的位置而校正光轴亦相当繁复带起来不甚方便。此外副镜座的衍射作用会使较光恒星的星像出现十字或星形的衍射纹亦使影像反差降低。 折反射望远镜 Catadioptric telescope 施密特卡式折反射望远镜与赤道仪 这是一类同时利用折射与反射原理的望远镜,是1930 年由施密特Schmidt发明用作天文摄影。主要是利用一球面凹镜作为主镜以消除彗形像差,同时利用一非球面透镜Aspheric Iens放于主镜前适当位置作为矫正镜Corrector以矫正主镜的球面差。这样可以得出一个阔角可达40一50度的视场而没有一般反射镜常有的球面差与彗形像差,只有矫正镜做成的轻微色差而已。摄影用的施密特望远镜,焦比方面可以做到很小通常在f1至f3间最小可达″0.6,因此很适宜于星野及星云摄影。不过唯一的缺点是有一定的场曲,因此底片必须同样变曲来适应用特别的底片座承接,同时底片是放在望远镜筒内,故此只能逐张放入。 一般天文爱好者用的是施密特卡式折反射望远镜Schmidt- cassegrain,利用一块凸镜作为副镜,在主镜焦点前将光线聚集,穿过主镜一个圆孔而聚焦在主镜之后。因为经过一次反射,所以镜筒可以缩短,通常焦比在f6.4至f10之间。 除了施密特卡式Schmidt- cassegrain外及还有马克苏托夫Maksutov设计都是利用矫正镜及利用一块凸镜作为副镜,在主镜焦点前将光线聚集,穿过主镜一个圆孔而聚焦在主镜之后。近年十分流行的折反射望远镜如Celestron”及“Meade”都是利用施密特卡式Schmidt-cassegrain原理构成,而Questar、“Meade”的ETX 系列及Intes则利用马克苏托夫式原理。 折反射望远镜的镜身短、焦距长、焦点在主镜后视场亦相当平坦镜前由矫正镜密封故不论使用或保养都十分方便质素方面不错但不及牛顿式尤以反差方面。
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