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    [分享]天文望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2006-02-01
    — 本帖被 cyqdesign 從 望遠(yuǎn)鏡光學(xué)設(shè)計(jì) 移動(dòng)到本區(qū)(2013-09-03) —
    在天文觀測(cè)的對(duì)象中,有的天體有視面,有的沒(méi)有可分辨的視面;有的天體光極強(qiáng),有的又特微弱;有的是自己發(fā)光,有的是反射光。觀測(cè)者應(yīng)根據(jù)觀測(cè)目的,選用不同的望遠(yuǎn)鏡,或采用不同的方法進(jìn)行觀測(cè);一般說(shuō)來(lái),普及性的天文觀測(cè)多屬于綜合性的,要考慮"一鏡多用"。選擇天文望遠(yuǎn)鏡時(shí),一定要充分了解它的基本光學(xué)性能。評(píng)價(jià)一架望遠(yuǎn)鏡的好壞,首先要看它的光學(xué)性能,其次看它的機(jī)械性能(指向精度與跟蹤精度)是否優(yōu)良。光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能一般用下列指標(biāo)來(lái)衡量: 1.有效口徑(D)--指物鏡的有效直徑,常用D來(lái)表示;     指望遠(yuǎn)鏡的通光直徑,即望遠(yuǎn)鏡入射光瞳直徑。望遠(yuǎn)鏡的口徑愈大,聚光本領(lǐng)就愈強(qiáng),愈能觀測(cè)到更暗弱的天體,它反映了望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天體的能力,因此,愛(ài)好者在經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下,應(yīng)選擇較大口徑的望遠(yuǎn)鏡。 2.焦距(F)  望遠(yuǎn)鏡的焦距主要是指物鏡的焦距。物鏡焦距F是天體攝影時(shí)底片比例尺的主要標(biāo)志。對(duì)于同一天體而言,焦距越長(zhǎng),天體在焦平面上成的像就越大。 3.相對(duì)口徑(A) 相對(duì)口徑又稱光力,它是望遠(yuǎn)鏡的有效口徑D與焦距F之比,它的倒數(shù)叫焦比(F/D)。有效口徑越大對(duì)觀測(cè)行星、彗星、星系、星云等延伸天體是非常有利的,因?yàn)樗鼈兊某上裾斩扰c望遠(yuǎn)鏡的口徑平方成正比;而流星等所謂線形天體的成像照度與相對(duì)口徑A和有效口徑D的積成正比。故此,作天體攝影時(shí),應(yīng)注意選擇合適的有效口徑A或焦比。一般說(shuō)來(lái),折射望遠(yuǎn)鏡的相對(duì)口徑都比較小,通常在1/15~1/20,而反射望遠(yuǎn)鏡的相對(duì)口徑都比較大,通常在1/3.5~1/5。 4.視場(chǎng)(ω)   能夠被望遠(yuǎn)鏡良好成像的區(qū)域所對(duì)應(yīng)的天空角直徑稱望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)。望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)與放大率成反比,放大率越大,視場(chǎng)越小。不同的口徑、不同的焦距、不同的光學(xué)系統(tǒng)與質(zhì)量(像差),決定了望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)的大小(CCD的像數(shù)尺寸有時(shí)也會(huì)約束視場(chǎng)的大小);一般科普用反射望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)小于1度,而施密特望遠(yuǎn)鏡消像差比較好,故它的視場(chǎng)可達(dá)幾十度。 5.放大率(M)--指目視望遠(yuǎn)鏡的物理量,即角度的放大率。   目視望遠(yuǎn)鏡的放大率等于物鏡焦距與目鏡焦距之比,也等于物鏡入射光瞳與出射光瞳之比。因此,只要變換不同的目鏡就能改變望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù),但由于受物鏡分辨本領(lǐng),大氣視寧?kù)o度及出瞳直徑不能過(guò)小等因素的影響,望遠(yuǎn)鏡的放大倍率也不是可以無(wú)限制的增大;一般情況應(yīng)控制在物鏡口徑毫米數(shù)的1-2倍(最大不要超過(guò)300倍)。不少人提到天文望遠(yuǎn)鏡時(shí),首先考慮的就是放大倍率。其實(shí),天文望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡不一樣,地面天文觀測(cè)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?kù)o度的影響,受觀測(cè)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(gè)不同焦距的目鏡,也就是有幾個(gè)不同的放大倍率可用。觀測(cè)時(shí),絕不是以最大倍率為最佳,而應(yīng)以觀測(cè)目標(biāo)最清晰為準(zhǔn)。 6.分辨本領(lǐng)--指望遠(yuǎn)鏡能夠分辨出的最小角距。目視觀測(cè)時(shí),望遠(yuǎn)鏡的分辨角=140(角秒)/D(毫米),D為物鏡的有效口徑。   望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)由望遠(yuǎn)鏡的分辨角的倒數(shù)來(lái)衡量。分辨角(δ)通常以角秒為單位,是指剛剛能被望遠(yuǎn)鏡分辯開(kāi)的天球上兩發(fā)光點(diǎn)之間的角距,理論上根據(jù)光的衍射原理可得 δ=1.22λ/D 式中λ為入射光的波長(zhǎng),對(duì)于目視望遠(yuǎn)鏡而言,以人眼最敏感的波長(zhǎng)λ=555納米來(lái)代替,并取物鏡口徑D以毫米計(jì),則有: δ"=140/D(mm) 由于大氣視寧?kù)o度與望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)像差等的影響,實(shí)際的分辨角要遠(yuǎn)大于此(一般介于0.5到2角秒間)。   望遠(yuǎn)鏡的分辨率愈高,愈能觀測(cè)到更暗、更多的天體,所以說(shuō),高分辨率是望遠(yuǎn)鏡最重要的性能指標(biāo)之一。 7.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)。 在無(wú)月夜的晴朗夜空,我們?nèi)说难劬σ话憧梢钥匆?jiàn)6等左右的星;一架望遠(yuǎn)鏡可以看見(jiàn)幾等星主要是由望遠(yuǎn)鏡的口徑大小決定的,口徑愈大,看見(jiàn)星等也就愈高(如50毫米的望遠(yuǎn)鏡可看見(jiàn)10等星,500毫米的望遠(yuǎn)鏡就可看到15等的星)。 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(duì)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"--2",目視極限星等為12等,視場(chǎng)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(chǎng)為500。
     
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    離線northwolf
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    只看該作者 1樓 發(fā)表于: 2006-02-24
    長(zhǎng)見(jiàn)識(shí),謝謝樓主!
    離線yksuccess
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    只看該作者 2樓 發(fā)表于: 2006-03-18
    理論很容易看懂真的很不錯(cuò)!
    離線將臣
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    只看該作者 3樓 發(fā)表于: 2006-05-02
    簡(jiǎn)單易懂,適合我作科普哦!
    離線kevinshim
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    只看該作者 4樓 發(fā)表于: 2006-05-04
    簡(jiǎn)單明了,很是受用。謝謝。
    離線kettenwulf
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    只看該作者 5樓 發(fā)表于: 2006-06-02
    蠻感興趣的
    離線jackie516
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    只看該作者 6樓 發(fā)表于: 2006-07-01
    長(zhǎng)見(jiàn)識(shí),謝謝樓主!!
    離線zhou722101
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    只看該作者 7樓 發(fā)表于: 2006-09-04
    簡(jiǎn)單明了,很是受用。謝謝。
    離線carydcx
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    只看該作者 8樓 發(fā)表于: 2006-09-07
    折射式天文望遠(yuǎn)鏡 60F603這種型號(hào)能看月球環(huán)形山和觀星嗎,能地面觀察嗎?謝謝!
    離線starryboy
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    只看該作者 9樓 發(fā)表于: 2006-09-09
    看環(huán)形山是沒(méi)問(wèn)題的!