天文望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)指標(biāo)

1、天文望遠(yuǎn)鏡的根本光學(xué)性能指標(biāo)評價一架望遠(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.光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能一般用以下指標(biāo)來衡量：1 .物鏡口徑D望遠(yuǎn)鏡的物鏡口徑一般指有效口徑,也就是通光口徑不是簡單指鏡頭的直徑大小,是望遠(yuǎn)鏡聚光本領(lǐng)的主要標(biāo)志,也決定了望遠(yuǎn)鏡的分辨率通俗地說,就是看得清看不清.它是望遠(yuǎn)鏡所有性能參數(shù)中的第一要素.望遠(yuǎn)鏡的口徑愈大, 聚光本領(lǐng)就愈強(qiáng),愈能觀測到更暗弱的天體,看亮天體也更清楚, 它反映了望遠(yuǎn)鏡觀測天體的水平,因此,愛好者在經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下,應(yīng)盡量選擇口徑較大的望遠(yuǎn)鏡.2 .焦距f望遠(yuǎn)鏡的焦距主要是指物鏡的焦距.望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)往往由兩個有

2、限焦距的系統(tǒng)組成,其中第一個系統(tǒng)物鏡的像方焦點(diǎn)與第二個系統(tǒng)目鏡的物方焦點(diǎn)相重合.物鏡焦距常用f表示,而目鏡焦距常用f表示.比方F700´60天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡焦距 為700mm.目鏡PL9的焦距f為9mm.物鏡焦距f是天體攝影時底片比例尺的主要標(biāo)志.對于同一天體而言,焦距越長,天體在底 片上成的像就越大.3 .相對口徑A與焦比1/A相對口徑A又稱光力,它是望遠(yuǎn)鏡的有效口徑 D與焦距f之比,即A=D/f.它的倒數(shù)1/A 叫焦比即A(=60/700) 1/121 比 f/Df/D ,照相機(jī)上稱為光圈數(shù).例如70060天文望遠(yuǎn)鏡的相對口徑(=700/60) 11.67相對口徑越大對

3、觀測行星、彗星、星系、星云等延伸天體越有利,由于它們的成像照度與望遠(yuǎn)鏡的相對口徑的平方A2成正比；而流星或人造衛(wèi)星等所謂線形天體的成像照度與相對 口徑A和有效口徑D的積D2/f成正比.因此,作天體攝影時,要注意選擇適宜的A或焦比.一般說來,折射望遠(yuǎn)鏡的相對口徑都比擬小,通常在 1/151/20,而反射望遠(yuǎn)鏡的相對 口徑都比擬大,常在1/3.51/5.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.象的亮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.4 .放大率或倍數(shù)G對目視望遠(yuǎn)鏡而言, 放大率倍數(shù)是觀測目標(biāo)的角度放大率相當(dāng)于將目標(biāo)拉近到倍

4、數(shù)分之一.它等于物鏡焦距 f和目鏡焦距f之比,即放大率G =f/f.如70060天文望遠(yuǎn) 鏡假設(shè)使用H20目鏡,那么放大率為 700/20=56´倍,只要變換目鏡,對同一物鏡就可 以改變望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù),目鏡焦距越短,得到的放大倍數(shù)就越大,所以我們看到,要提升 放大倍數(shù)其實(shí)并不困難.但是正如我們在 怎樣選擇雙筒望遠(yuǎn)鏡一章中已經(jīng)介紹的那樣, 放大倍數(shù)越高,成的像就越模糊而且越不穩(wěn)定.由于天文望遠(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)境等諸多因素的制約. 一般每架天文望遠(yuǎn)鏡都配有幾個不同焦距的目鏡,也就是有幾個

5、不同的放大倍率可選用.觀測時,絕不是以最大倍率為最正確,而應(yīng)以觀測目標(biāo)最清楚為準(zhǔn).而且, 一架天文望遠(yuǎn)鏡的最大放大倍數(shù)也不是可以隨意增大的,由于受物鏡分辨本領(lǐng),大氣明晰度、寧靜度及望遠(yuǎn)鏡出瞳直徑不能過小等因素的制約,根據(jù)觀測目標(biāo)及大氣的實(shí)際情況,最大放大率一般限制在物鏡口徑毫米數(shù)的12倍.比方70060天文望遠(yuǎn)鏡在大氣寧靜度極好的情況下,其最大有效放大倍率不應(yīng)超過2´60 = 120´倍,在一般情況下,當(dāng)放大率超過物鏡口徑毫米數(shù)的1倍時,成像質(zhì)量就不太理想了.5 .視場角3能夠被望遠(yuǎn)鏡良好成像的天空區(qū)域的角直徑稱為望遠(yuǎn)鏡的視場或視場角3.望遠(yuǎn)鏡的視場往往

6、在設(shè)計時已被確定.望遠(yuǎn)鏡的視場與放大率成反比,放大率越大,視場越小.不同的光學(xué)系統(tǒng)、不同的成像質(zhì)量由像差大小而造成、不同的口徑、不同的焦距,決定了望遠(yuǎn)鏡不同的視場的大小對天體攝影來說,底片或 CCD的尺寸也會約束視場的大小 .反 射望遠(yuǎn)鏡的視場最小,一般都小于1度；折射望遠(yuǎn)鏡較大,能到達(dá)幾度；折反射望遠(yuǎn)鏡的視場最大,能到達(dá)十幾度甚至幾十度.6 .分辨本領(lǐng)望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)由望遠(yuǎn)鏡的分辨角8的倒數(shù)1/8來衡量,分辨角通常以角秒為單位,是指剛剛能被望遠(yuǎn)鏡分辯開的天球上兩發(fā)光點(diǎn)之間的角距.對于目視望遠(yuǎn)鏡,根據(jù)光的衍射原理可推得望遠(yuǎn)鏡的理論分辨角相對于人眼最敏感的波長入=55生內(nèi)米而言為：葭'=

7、140/Dmm式中D為物鏡的有效口徑.由于大氣寧靜度與望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)像差等的影響,望遠(yuǎn)鏡的實(shí)際分辨角要遠(yuǎn)比理論分辨角大較好的望遠(yuǎn)鏡也只能介于0.5至IJ 2角秒之間.望遠(yuǎn)鏡的分辨率越高,越能觀測到更暗、更多的天體,看到的像也越清楚.所以說,高 分辨率是望遠(yuǎn)鏡最重要的性能指標(biāo)之一.7 .極限星等貫穿本領(lǐng)星等是用來表示天體相對亮度即晴好天氣在地面上觀測的亮度,而不是它們的真實(shí)亮度的數(shù)值,星等數(shù)值越大,亮度越小.例如：太陽約為-26.7等、滿月平均亮度約為-12.7等、天狼星約為-1.6等、織女星約為 0.1等、牛郎星約為 0.9等、北極星小熊座 約為2.1等1等星約比6等星亮100倍.在晴朗無月的夜間

8、,如果我們將望遠(yuǎn)鏡指向天頂,所能看到的最暗星的星等,稱為望遠(yuǎn)鏡的極限星等也稱貫穿本領(lǐng).人眼一般能看見的最暗星等為約為 6等,而望遠(yuǎn)鏡可以看見的最暗星等主要是由望遠(yuǎn)鏡的有效口徑?jīng)Q定的, 口徑愈大,看見的星等也就愈高如 50毫米的望遠(yuǎn)鏡可看見 10等星,500毫米的望遠(yuǎn)鏡就 可看到15等星.當(dāng)然,實(shí)際上除了望遠(yuǎn)鏡的有效口徑外,極限星等還與望遠(yuǎn)鏡物鏡的吸收系數(shù)、大氣吸收系數(shù)和天空背景亮度等諸多因素有關(guān)；對于照相觀測,極限星等還與露光時間及底片特性等有關(guān).天文望遠(yuǎn)鏡型號中的數(shù)字代表什么意義？和雙筒望遠(yuǎn)鏡不同的是,天文望遠(yuǎn)鏡型號中并不出現(xiàn)放大倍數(shù),而代之以物鏡的焦距. 例如：“ 700761!示該望遠(yuǎn)鏡

9、物鏡的焦距為700mm,物鏡口徑為76mm ; “1800150裴示該望遠(yuǎn)鏡物鏡的焦距為1800mm,物鏡口徑為150mm 也有將口徑放在焦距之前來表示的,如以上兩 款望遠(yuǎn)鏡也有表示為 “76700和“1501800的.不管如何表示,其中數(shù)字較大的那個為焦距, 數(shù)字較小的那個為物鏡口徑,是不容易搞錯的.天文望遠(yuǎn)鏡天文望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)根據(jù)物鏡結(jié)構(gòu)的不同,天文望遠(yuǎn)鏡大致可以分為以下三大類：1 .折射望遠(yuǎn)鏡折射望遠(yuǎn)鏡是用透鏡作物鏡將光線會聚的系統(tǒng).世界上第一架天文望遠(yuǎn)鏡就是伽利略制造的折射望遠(yuǎn)鏡,它是采用一塊凸透鏡作為物鏡的,是最簡單的一種望遠(yuǎn)鏡.因而有的天文愛好者買了一塊透鏡,以為就解決了望遠(yuǎn)鏡的

10、物鏡問題.其實(shí),由于玻璃對不同顏色光線的折射率不同導(dǎo)致焦距不同,會產(chǎn)生嚴(yán)重的色差,單塊透鏡成像還會產(chǎn)生較嚴(yán)重的象差即象與 物在形狀與顏色方面的失真.舉例來說,一顆遙遠(yuǎn)的恒星在優(yōu)質(zhì)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中應(yīng) 該成像為一個白色的光點(diǎn) 光點(diǎn)越小其光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量越高,而在劣質(zhì)望遠(yuǎn)鏡中它會變成一個彩色的光斑一一很多人恰恰在這一點(diǎn)上存在模糊概念,舉一個真實(shí)的例子：在 19791980 年哈雷彗星回歸時,我們親耳聽到一些來我們天文系觀看哈雷彗星的參觀者抱怨說,他們在別處望遠(yuǎn)鏡中看到的哈雷彗星是彩色的,而在我們的望遠(yuǎn)鏡中卻是白色的,認(rèn)為我們的望遠(yuǎn)鏡質(zhì)量不好,令他們失望,殊不知,他們恰恰是把偽劣與優(yōu)質(zhì)弄了個顛倒！.因此,現(xiàn)在

11、正規(guī)的折射或折反射天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡大都由24塊透鏡組成復(fù)合透鏡,或采用特殊昂貴的光學(xué)玻璃制作如美國Meade公司的ED系列,或?qū)⒏恼R的鏡面磨制成較為復(fù)雜的非球面如施密特系統(tǒng)等,用來盡可能消除色差與其他像差但剩余色差不可能完全消除.通常折射望遠(yuǎn)鏡的相對口徑較小,即焦距長,底片比例尺單位角距離的天體在底片上成像的距離大,從而分辨率高,比擬適合于做天體測量方面的工作如測量恒星的位置、雙星的角距等.當(dāng)然由于它的相對口徑物鏡口徑/焦距較小,星象的 亮度所謂 光力會減弱,拍攝暗天體時的曝光時間要增加.折射望遠(yuǎn)鏡由于對物鏡光學(xué)玻璃的材質(zhì)和制作工藝的要求較高,所以本錢較高.由于它的鏡身特別長,所以限制了它口

12、徑的增加,一般業(yè)余用的折射天文望遠(yuǎn)鏡口徑最大不超過220mm,假設(shè)再要加大口徑,本錢將無法承受相比之下,另兩種望遠(yuǎn)鏡的本錢要低得多.但對于小口徑望遠(yuǎn)鏡來說,它的制作本錢還不算很高, 而它的優(yōu)點(diǎn)是用途較廣 既可用于天文觀測,也可用來欣賞風(fēng)光,使用和維護(hù)較方便,還是比擬適合于愛好者選購.2 .反射望遠(yuǎn)鏡反射望遠(yuǎn)鏡的物鏡是反射鏡,為了消除像差,一般制成拋物面鏡或拋物面鏡加雙曲面鏡組成卡塞格林系統(tǒng). 在這種系統(tǒng)中,天體的光線在進(jìn)入目鏡前只受到反射,目前反射望遠(yuǎn)鏡在天文觀測中的應(yīng)用已十分廣泛.由于鏡面材料在光學(xué)性能上沒有特殊的要求,且沒有色差問題,也不需要極長的鏡筒,因此,它與折射系統(tǒng)相比,可以制成大口

13、徑的望遠(yuǎn)鏡,也可以 使用多鏡面拼鑲技術(shù)等； 而鏡面在鍍膜后,可獲得從紫外到紅外波段良好的反射率；因此較適合于進(jìn)行恒星物理方面的工作恒星的測光與分光,目前在世界上設(shè)計和建造的大口徑望遠(yuǎn)鏡都是采用的反射系統(tǒng),遺憾的是反射望遠(yuǎn)鏡的反射鏡面需要定期鍍膜,故它在科普望遠(yuǎn)鏡中的應(yīng)用受到了限制.反射望遠(yuǎn)鏡由于工作焦點(diǎn)的不同又分為牛頓系統(tǒng)、卡塞格林R-C系統(tǒng)如我國最大的2.16米望遠(yuǎn)鏡和折軸系統(tǒng)等,業(yè)余愛好者使用的反射望遠(yuǎn)鏡多為牛頓系統(tǒng),從外形 上看,它與折射與折反射望遠(yuǎn)鏡最大的不同是它的觀測目鏡在望遠(yuǎn)鏡鏡筒的前端如圖.對業(yè)余愛好者來說,其突出的優(yōu)點(diǎn)是沒有色差且價格最低.由于反射望遠(yuǎn)鏡的反射鏡面在觀測時是完全

14、敞開在空氣中,沒有鏡筒與物鏡等的保護(hù),所以極易受到塵埃與空氣中氧氣等的污染與氧化,需要定期拆卸下來清洗、鍍膜與重新安裝校準(zhǔn),這對于沒有經(jīng)驗(yàn)的愛好者來說是相當(dāng)困難的事.另外,反射望遠(yuǎn)鏡由于視場很小 一般都小于1.,因此它只能用于天文觀測,不能用來欣賞風(fēng)光等,這就使得反射望遠(yuǎn)鏡的應(yīng)用受到 了限制.所以對觀測經(jīng)驗(yàn)缺乏的愛好者來說,我們一般不推薦購置反射望遠(yuǎn)鏡3 .折反射望遠(yuǎn)鏡顧名思義是將折射系統(tǒng)與反射系統(tǒng)相結(jié)合的一種光學(xué)系統(tǒng),它的物鏡既包含透鏡又包含反射鏡,天體的光線要同時受到折射和反射.這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是便于校正軸外像差.以球面 鏡為根底,參加適當(dāng)?shù)恼凵渫哥R也稱 改正鏡,用以校正球差,獲得良好的成像

15、質(zhì)量.根據(jù)改正鏡形狀的不同,這類望遠(yuǎn)鏡又分為馬克蘇托夫 一卡塞格林系統(tǒng)和施密特 一卡塞格林 系統(tǒng)如美國 Meade LX200 GPS-SMT望遠(yuǎn)鏡.由于折反射望遠(yuǎn)鏡具有視場大、光力強(qiáng)、能消除幾種主要像差的優(yōu)點(diǎn),適合于觀測有視面天體彗星、星系、彌散星云等,并可進(jìn)行巡天觀測.另外,由于它的光線在鏡筒內(nèi)通過反射走了一個往返,所以與同樣焦距的折射望遠(yuǎn)鏡相比,其鏡筒縮短了一半以上,使整架望遠(yuǎn)鏡的體積、份量大大減小,便于攜帶進(jìn)行流動觀測.它美中缺乏的是改正鏡很難磨制,所以本錢較高,也無法把口徑做得很大. 但總的來說,由于它優(yōu)良的成像質(zhì)量和輕便性、多用途等突出的優(yōu)點(diǎn),很適合天文愛好者使用天文望遠(yuǎn)鏡的機(jī)械裝

16、置由于地球的自轉(zhuǎn),天空中的所有天體都圍繞著地球的自轉(zhuǎn)軸,沿著天球上的赤緯圈作東升西落的周日運(yùn)動, 因此,望遠(yuǎn)鏡所對準(zhǔn)的天體, 很快便會跑出視場, 望遠(yuǎn)鏡需經(jīng)常不斷地 調(diào)整方向,才能始終對準(zhǔn)目標(biāo),這就要求望遠(yuǎn)鏡必須安置在一個可以任意自由調(diào)整方向的裝 置上,這種裝置有以下兩種類型：1 .地平式裝置地平裝置是望遠(yuǎn)鏡裝置中最簡單的一種結(jié)構(gòu)形式,它有兩根相互垂直的旋轉(zhuǎn)軸,一根位于水平面內(nèi),叫水平軸也即高度軸,可將望遠(yuǎn)鏡在為0.的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)高度；另一根在鉛錘方向,叫垂直軸也即方位軸,可將望遠(yuǎn)鏡在0360.的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)方位.我們平時所 見到的照相機(jī)、電影攝影機(jī)、攝像機(jī)所用的三腳架就是這種地平式裝置.望遠(yuǎn)鏡鏡

17、筒可以圍繞兩個軸單獨(dú)作上下或水平轉(zhuǎn)動.它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,重量對稱,穩(wěn)定性好,造價 較低,可架設(shè)口徑較大的望遠(yuǎn)鏡, 圓頂隨動限制簡單. 缺點(diǎn)是由于水平與垂直兩個轉(zhuǎn)動方向 與天體作周日轉(zhuǎn)動的方向都不一致,所以望遠(yuǎn)鏡在跟蹤天體時必須兩個軸同時運(yùn)動,操作比較麻煩；并且長期跟蹤時天體的像會在焦平面上旋轉(zhuǎn),所以不能進(jìn)行長時間曝光拍攝；另外在天頂處有一無法觀測的盲區(qū).2 .赤道式裝置赤道式裝置也有兩根相互垂直的軸,一根軸與地球自轉(zhuǎn)軸平行, 也即它和地平面的交角等于當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?此軸叫赤經(jīng)軸或稱極軸,它是跟蹤軸,即望遠(yuǎn)鏡在跟蹤天體時,圍繞其轉(zhuǎn)動.在科普型天文望遠(yuǎn)鏡中,它往往設(shè)計成既能手動又能電動跟蹤

18、.望遠(yuǎn)鏡圍繞此跟蹤軸的轉(zhuǎn)速是 24h小時轉(zhuǎn)一圈,也即15°/h,或15' /minO鐘,與天體的周日運(yùn)動轉(zhuǎn)速完 全一致,所以可以實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡同步跟蹤天體的周日視運(yùn)動,而且跟蹤時星象在焦平面上不會旋轉(zhuǎn),所以可以長時間曝光拍攝.另一根軸叫赤緯軸,望遠(yuǎn)鏡繞它轉(zhuǎn)動時,其指向是沿著與天體的周日運(yùn)動垂直的方向即赤緯方向變化,在跟蹤時,望遠(yuǎn)鏡完全不需要繞它旋轉(zhuǎn), 僅僅在找星時才需要繞它轉(zhuǎn)動,因此,科普望遠(yuǎn)鏡大多將望遠(yuǎn)鏡設(shè)計成僅能繞赤緯軸手動旋轉(zhuǎn)在專業(yè)望遠(yuǎn)鏡中那么必須兼具手動與電動兩種功能.赤道式裝置的望遠(yuǎn)鏡按結(jié)構(gòu)主要有德國式、英國式、搖籃式、馬蹄式與叉式五種參見附圖,科普天文望遠(yuǎn)鏡采用得最多

19、的是德國式與叉式. 五種赤道裝置 a德國式；b英國式；c搖籃式；d馬蹄式美；e叉式美為了在觀測時能夠較長時間方便地跟蹤天體,建議天文愛好者盡量選用赤道式裝置的望遠(yuǎn)鏡.天文望遠(yuǎn)鏡的目鏡當(dāng)我們了解了天文望遠(yuǎn)鏡的根本光學(xué)性能以后,有人可能會只注意了物鏡,而無視了作 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)鏡物鏡系統(tǒng)也不能充分發(fā)揮其應(yīng)有 的本領(lǐng),只能望天興嘆.目視望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)必須由物鏡系統(tǒng)和目鏡系統(tǒng)共同組成,目鏡的好壞直接影響目視系統(tǒng)的成像質(zhì)量,特別在分辨天體的細(xì)節(jié)時,目鏡的質(zhì)量尤為重要.天文望遠(yuǎn)鏡目鏡的作用為：一,使入射到物鏡的平行光從目鏡出射時仍為平行光；二,將物鏡所成的像放大,這對于觀

20、測有視面的天體和近距雙星等天體是十分重要的.目鏡的種類很多,比擬常用的有：惠更斯目鏡用字母H表示,MH或HM表示惠更斯目鏡的改良型,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；凱涅爾目鏡以字母 K表示,是冉 斯登目鏡的改良型,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觀測彗星或大面積的天體；普羅斯?fàn)柲跨R以字母 PL表示,由兩組消色差膠合透鏡 組成,畸變小,視場大,適用于高倍率及投影觀測如對行星或月球外表細(xì)節(jié)的觀測等,一般配備在較高級的天文望遠(yuǎn)鏡中.一架天文望遠(yuǎn)鏡應(yīng)備有多種目鏡,才能適應(yīng)不同目的的

21、觀測,也才能最大限度地發(fā)揮它應(yīng)有的作用.曾有這樣的情況：某單位從國外訂購了一架較好的天文望遠(yuǎn)鏡,只有兩個目鏡,但說明書中介紹它有多種目鏡.經(jīng)詢問,賣方說,因買方訂貨時設(shè)寫明. 這是一個教訓(xùn).因此,訂購天文望遠(yuǎn)鏡特別是高檔望遠(yuǎn)鏡時,事前一定要做好充分的調(diào)查了解,可能的話,請 比擬內(nèi)行的人把關(guān),以免造成過失與失誤.天文望遠(yuǎn)鏡的尋星鏡和導(dǎo)星鏡天文望遠(yuǎn)鏡的主鏡即物鏡與目鏡系統(tǒng)擔(dān)當(dāng)觀測主角.但是,許多天文觀測不是光靠主鏡就能全部順利完成的,它也需要助手,這就是尋星鏡與導(dǎo)星鏡.由于天文望遠(yuǎn)鏡主鏡的視場一般都比擬小,所以要直接在主鏡中尋找到觀測目標(biāo)往往非常困難由于在目標(biāo)附近常常找不到任何可以參照比照的其他天

22、體.為了能迅速地搜尋到待觀測的天體,常常在主鏡旁附設(shè)一個低倍率、大視場的小型望遠(yuǎn)鏡,它就是尋星鏡.尋星鏡一股都采用折射式的望遠(yuǎn)鏡.它的光軸與主鏡光軸平行,這樣才能保證與主鏡的目標(biāo)一致天文望遠(yuǎn)鏡出廠時,一般并未校準(zhǔn)好此兩根光軸的平行,用戶需要先用地面目標(biāo)來校調(diào)尋星鏡光軸與主鏡光軸平行, 即先將望遠(yuǎn)鏡主鏡對準(zhǔn)地面上遠(yuǎn)處的某一小目標(biāo),再校調(diào)尋星鏡的光軸,使該目標(biāo)也落在尋星鏡的中央.尋星鏡物鏡的口徑一般在 50100mm左右,視場在30 °50 °左右,放大率在720倍左右,焦平面處裝有供定標(biāo)用的分劃板.觀測時,先用尋 星鏡找到待觀測的天體,將該天體調(diào)到尋星鏡的視場中央,這時,它也

23、應(yīng)出現(xiàn)在主鏡視場中央局部.主鏡在進(jìn)行較長時間的觀測時,為了及時糾正跟蹤中的誤差,在主鏡旁設(shè)置一個起監(jiān)視作用的望遠(yuǎn)鏡,它就叫導(dǎo)星鏡,導(dǎo)星鏡的口徑、焦距與放大倍數(shù)均要比尋星鏡大,視場比尋星鏡小 觀測前同樣需要校調(diào)導(dǎo)星鏡光軸與主鏡光軸平行.這樣,當(dāng)觀測目標(biāo)偏離主鏡中央時,在導(dǎo)星鏡中就能反映出來,可以及時將它調(diào)回視場中央.有些普及型天文望遠(yuǎn)鏡只有尋星鏡與導(dǎo)星鏡 之中的一個.天文望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)儀鐘 在天文望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)與機(jī)械裝置一文中,我們已經(jīng)知道望遠(yuǎn)鏡在觀測時需要繞著赤經(jīng)軸極軸旋轉(zhuǎn)以跟蹤天體的周日運(yùn)動. 裝置,該裝置的機(jī)械電子系統(tǒng)叫轉(zhuǎn)儀鐘. 條提供,旋轉(zhuǎn)速度靠離心調(diào)速器來限制.為使鏡筒自動作跟蹤轉(zhuǎn)動,就

24、需要安裝相應(yīng)的驅(qū)動 本世紀(jì)以前的轉(zhuǎn)儀鐘,其動力靠鏈條式的重錘或發(fā) 現(xiàn)在轉(zhuǎn)儀鐘的動力靠馬達(dá)帶動,速度由天文鐘或無線電振蕩器來限制.導(dǎo)星是為了彌補(bǔ)自動跟蹤中所不可預(yù)防的誤差.對于天文普及工作者或天文愛好者來說,選擇天文望遠(yuǎn)鏡最好是要能跟蹤天體周日運(yùn)動的赤道式裝置.天文望遠(yuǎn)鏡的終端設(shè)備應(yīng)該說沒有終端探測器的望遠(yuǎn)鏡還稱不上是一個完整的望遠(yuǎn)鏡,望遠(yuǎn)鏡的物鏡將無窮遠(yuǎn)的天體成像在焦平面上,再通過不同的終端探測器來接受所需要的信號.事實(shí)上人的眼睛就是一個天然的探測器,在天文觀測中除了用人眼外,還使用照相底片、光電光度計、CCD 電荷耦合器件照相機(jī)、光譜儀等終端來接收和記錄信息.對于大局部愛好者來講, 主要還是

25、使用照相底片來進(jìn)行天文觀測.當(dāng)然,目前已有越來越多的的學(xué)校和個人開始使用數(shù)碼相機(jī)和非專業(yè)級的CCD接收器如LPI系統(tǒng)等來觀測與進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,使得觀測與數(shù)據(jù)處理的水平大大前進(jìn)了一步. 天文望遠(yuǎn)鏡的選擇安裝、跟蹤方式選擇天文望遠(yuǎn)鏡時最重要的兩條參考依據(jù)是價格與使用目的,即根據(jù)需要購置天文望遠(yuǎn)鏡的單位及個人可承受的價格以及使用目的來確定所選購?fù)h(yuǎn)鏡的種類、規(guī)格與檔次.本文無法具體討論價格標(biāo)準(zhǔn),僅從使用目的的角度進(jìn)行一些比擬.我們已經(jīng)知道天文望遠(yuǎn)鏡按光學(xué)系統(tǒng)可分為折射式、反射式與折反射式；按機(jī)械裝置可分為地平式與赤道式；現(xiàn)在要告訴你的是：按使用時的安裝方式又可分為固定式及便攜式兩種, 而固定便攜兩用式

26、兼有以上兩種的特點(diǎn).在選用時,請注意以下的介紹：一、固定式天文望遠(yuǎn)鏡固定式天文望遠(yuǎn)鏡一般都裝在天文圓頂室或其它觀測室內(nèi),當(dāng)安裝調(diào)試完畢后,一般不再輕易搬動.1、固定式裝置固定式天文望遠(yuǎn)鏡的裝置穩(wěn)定、可靠,結(jié)構(gòu)比擬復(fù)雜,有較高精度地調(diào)整極軸使之位于子午面南北平面并指向北天極、并能牢靠鎖定的結(jié)構(gòu),以保證望遠(yuǎn)鏡極軸穩(wěn)定地、精確 地指向北天極.固定式裝置所采用機(jī)械裝置形式最為多樣,其中德國式、叉式、地平式都被廣泛采用, 但一般以德國式比擬常用.德國式裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、鏡筒及接收器的換用較為方便, 這些優(yōu)點(diǎn)在固定式裝置中得到充分的發(fā)揮.當(dāng)然,對于一些反射望遠(yuǎn)鏡及折反射望遠(yuǎn)鏡,特別是口徑大于500mm

27、大型望遠(yuǎn)鏡,叉式結(jié)構(gòu)還是很有利的并應(yīng)用得很廣泛的.2、固定式望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)儀鐘固定式望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)儀鐘一般精度與自動化程度都相當(dāng)高.它的傳動系統(tǒng)必須穩(wěn)定、 可靠,末級蝸輪(或齒輪)的直徑一定要與望遠(yuǎn)鏡的口徑相當(dāng),且一般要求模數(shù)較大、精度較高.選 擇時應(yīng)充分注意這一點(diǎn).望遠(yuǎn)鏡一定有自動跟蹤系統(tǒng),并且赤經(jīng)、赤緯傳動一定有慢動及微動.從可靠的角度來考慮,快動采用手動比擬有利,但隨著計算機(jī)技術(shù)的普及,應(yīng)用計算機(jī) 尋星及演示時,那么要求望遠(yuǎn)鏡的快動必須是電動.由于固定式望遠(yuǎn)鏡的驅(qū)動裝置不必為電源負(fù)荷擔(dān)憂,因此無論是同步電機(jī)、直流電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)都被廣泛應(yīng)用.3、固定式望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)原那么上講,所有的天文

28、望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)都可以用于固定式望遠(yuǎn)鏡中,但是,固定式望遠(yuǎn)鏡的穩(wěn)定性要求高,對于折射望遠(yuǎn)鏡來講那么優(yōu)點(diǎn)最多.如：(1)光軸穩(wěn)定.折射鏡鏡頭裝在1個穩(wěn)定的鏡框內(nèi),長時間使用不會變動.(2)透光性不易改變,使用壽命特別長.(3)維護(hù)、裝修比擬簡單.(4)比擬壯觀.通俗地講就足看起來像個大型望遠(yuǎn)鏡.(5)同等口徑下,由于其沒有中間反射的元件而通光量大于反射或折反射望遠(yuǎn)鏡.但是,同等口徑條件下,折射鏡的價格將是最高的,由于鏡筒長,其它的所有構(gòu)件都要加大,本錢就高.此外,鏡簡長,觀測室就得大,增加建設(shè)費(fèi)用.此外,普通單位采用的折射望遠(yuǎn)鏡的口徑不宜太大,一般不超過200mm.6m的圓頂室內(nèi)可容納的折射望遠(yuǎn)鏡

29、白最大口徑約為250mm.假設(shè)要求更大口徑,建議采用反射望遠(yuǎn)鏡或折反射望遠(yuǎn)鏡.二、便攜式天文望遠(yuǎn)鏡絕大局部天文愛好者都希望擁有一臺輕便結(jié)實(shí)、性能優(yōu)良、拆裝調(diào)方便、而且價格不太高的便攜式天文望遠(yuǎn)鏡.由于城市內(nèi)光污染嚴(yán)重, 要想得到一張高質(zhì)量的天文照片,必須攜帶儀器到農(nóng)村或山上去(當(dāng)然有條件者在光污染少的地區(qū)建立天文臺,安裝較大的望遠(yuǎn)鏡又當(dāng)別論).星跡、黃道光等的拍攝,需要有一座穩(wěn)固的且攜帶方便的照相機(jī)或攝像機(jī)三角架,一般購置國產(chǎn)的三角架即可,使用任何品牌的135相機(jī)或120相機(jī)均可,照相機(jī)焦距一般選用2880mm.1、便攜式裝置便攜式裝置一般采用德國式或叉式兩種, 腳架采用伸縮式或拆裝式,一般以

30、伸縮式較為 方便.由于便攜式要求輕便而不失穩(wěn)定, 三角架一般用鋁合金制成.為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定, 三角架的 截面要寬大,但管壁那么不必太厚,三角架的橫撐對穩(wěn)定度起著重要的作用.1德國式裝置不僅廣泛用于小型折射望遠(yuǎn)鏡中,同時也應(yīng)用于折反射和反射望遠(yuǎn)鏡中. 由于相對口徑較小的折射望遠(yuǎn)鏡在同樣口徑的各類望遠(yuǎn)鏡中焦距最長,因而它作為便攜式望遠(yuǎn)鏡中一般口徑不能太大,相對口徑在1/12左右的折射鏡一般口徑不宜超過100mm,否那么就過于笨重；而對于反射或折反射望遠(yuǎn)鏡那么當(dāng)別論,拿短鏡筒的折反射望遠(yuǎn)鏡來說,甚至可將便攜式望遠(yuǎn)鏡的口徑做到 300mm 當(dāng)然,300mm 口徑的便攜式望遠(yuǎn)鏡一般都須有兩人以 上拆裝.德國式

31、裝置對于業(yè)余觀測者來講,最大的好處在于可以根據(jù)拍攝天體對象的不同,隨心所欲地更換不同的鏡筒和接收器.2叉式裝置一般僅用于折反射望遠(yuǎn)鏡.由于這種裝置沒有笨重的平衡錘,因此在同等 口徑的望遠(yuǎn)鏡中自重較輕,再加上赤緯系統(tǒng)有兩個固定點(diǎn),赤經(jīng)傳動系統(tǒng)的末級也可做得較大而十分穩(wěn)定,精度也比擬容易做得高,因此叉式裝置在便攜式望遠(yuǎn)鏡中十分重要,為很多業(yè)余觀測者所青睞.不過,叉式結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是不能任意調(diào)換鏡筒及接收器,平衡問題較難解決.2.便攜式望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)儀鐘便攜式望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)儀鐘設(shè)計中一般須考慮重量與精度的匹配,有時為了減輕重量而不得不降低一些精度.一般來講,便攜式望遠(yuǎn)鏡的跟蹤精度不及固定式的高,末級蝸輪或齒

32、輪也小于固定式.便攜式望遠(yuǎn)鏡的如要長時間曝光拍攝,需靠不停地導(dǎo)星來提升拍攝精度.對于電機(jī)選用,小功率的直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及同步電機(jī)都在可選范圍.由于便攜式望遠(yuǎn)鏡經(jīng)常要在沒有市電供給的地方觀測,電池或蓄電池供電的將作為首選.便攜式望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)儀鐘一般僅有恒動即與天體周日運(yùn)動同步的跟蹤轉(zhuǎn)動為電動,其余快、慢、微動均為手動,但具備慢、微電動的轉(zhuǎn)儀鐘,將會對拍攝時的導(dǎo)星帶來很多方 便之處.近來,單片機(jī)限制的小型轉(zhuǎn)儀鐘限制器已問世,這對于尋星及導(dǎo)星帶來很大的方便.例如美國Meade LX200 GPS-SMT望遠(yuǎn)鏡固定與便攜兩用式,與全球定位系統(tǒng)GPS 聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)定位、校準(zhǔn)、尋星、跟蹤的全自動限制,將望遠(yuǎn)

33、鏡的限制提升到世界頂級水平詳見 相關(guān)文章中美國Meade LX200 GPS-SMT望遠(yuǎn)鏡簡介一文. 天文望遠(yuǎn)鏡的維護(hù)與保養(yǎng) 天文望遠(yuǎn)鏡是精密儀器,維護(hù)的好壞直接影響到望遠(yuǎn)鏡的使用和壽命,故必須要專人使用、 專人保管,非專業(yè)人士不要輕易拆卸與修理.1、光學(xué)系統(tǒng)的維護(hù)1保證望遠(yuǎn)鏡放置在通風(fēng)、枯燥、潔凈的地方；所有的目鏡、棱鏡、二次成像鏡及其 它小的光學(xué)零附件,不使用時應(yīng)放入帶枯燥劑的枯燥箱或枯燥缸內(nèi),同時要時常注意更換新的枯燥劑.在雨雪天、風(fēng)沙、濕度大超過85%的天氣均不要使用望遠(yuǎn)鏡,也不要翻開物鏡蓋,特別是對于無密封窗的反射望遠(yuǎn)鏡,灰沙是最大的敵害. 在南方的霉雨季節(jié)可將鏡筒兩頭用不透氣的塑料

34、袋扎緊,內(nèi)部放置袋裝的枯燥劑不要接觸鏡頭,并注意經(jīng)常替換新的枯燥劑,以保持物鏡的枯燥.2光學(xué)鏡面上如有灰塵等臟物,應(yīng)用吹耳球輕輕吹去,不能用嘴吹,以免唾沫濺到鏡面上；也千萬不要用布和硬毛刷去擦拭,以免損壞鍍膜層與鏡面；光學(xué)鏡面上千萬不要用手去摸,留下的指印往往會腐蝕鏡面而造成永久性痕跡.假設(shè)一旦不慎留下指印須盡快清擦,應(yīng)當(dāng)用無水乙醇和乙醛各 50%的混合液滴在干凈的脫脂紗布上,從鏡面中央按順時針或逆時 針方向輕輕地向鏡面邊緣轉(zhuǎn)擦只能向一個方向輕擦, 不能往返擦,并不斷更換脫脂棉球,直到擦凈為止.望遠(yuǎn)鏡鏡面除平時注意保護(hù)外,應(yīng)不定期的進(jìn)行清潔,對透鏡切勿使用有機(jī)溶劑,以免損壞增透膜；對鍍鋁反射鏡

35、面,盡量不要擦拭,以免鋁膜受損或脫落.3 便攜式望遠(yuǎn)鏡盡量不要在霧氣很重的森林邊、水邊及海邊觀測,假設(shè)迫不得已必須觀測的 話,觀測完后應(yīng)盡快按上述方法擦拭一遍.4反射望遠(yuǎn)鏡的反射鏡面應(yīng)定期一般情況下13年進(jìn)行鍍膜,以保證反射鏡面具有良好的反射率.大型與高檔望遠(yuǎn)鏡的維護(hù)與保養(yǎng)最好請?zhí)煳膯挝坏膶I(yè)人員協(xié)助進(jìn)行.2、轉(zhuǎn)儀鐘的維護(hù)1 望遠(yuǎn)鏡的機(jī)械及跟蹤系統(tǒng)是屬于高精度的傳動系統(tǒng),但由于其轉(zhuǎn)速較慢,一般不需要經(jīng)常維護(hù),只是要根據(jù)說明書的要求,不要過載使用并定期參加同樣型號的潤滑油脂；假設(shè)潤滑油脂的型號不同,請將原來的潤滑油脂用煤油等清洗干凈后再參加新的潤滑 油脂,注意千萬不要將不同類型的潤滑油脂混合使用

36、.有條件的單位或個人,如能 在使用幾年后,請專業(yè)人員重新清洗、加油、調(diào)整,將是十分有益的.2望遠(yuǎn)鏡的限制系統(tǒng)應(yīng)不定期的進(jìn)行檢查,使用時應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)說明書的要求操作,平時應(yīng)預(yù)防水滴、水汽、異物進(jìn)入電路局部,電池長期不用應(yīng)取出保存好.3、電控系統(tǒng)的維護(hù)望遠(yuǎn)鏡的電控系統(tǒng)因型號、功能的不同而差異甚大,但使用維護(hù)的注意點(diǎn)根本相同：1檢查輸入的交流電壓是否和望遠(yuǎn)鏡的額定電壓相同,使用直流電源時也應(yīng)注意電池 組或蓄電池的額定電壓是否與望遠(yuǎn)鏡電控要求一致.2在大功率驅(qū)動電路中,請注意大功率管的散熱片不要相碰短路,以免燒壞管子.3所有電源或電控線不要硬拉和隨意交叉,以免斷路.適合天文愛好者使用的望遠(yuǎn)鏡主要有三種類

37、型：折射望遠(yuǎn)鏡：物鏡為凸透鏡,位于鏡筒的前端,來自天體的光線經(jīng)物鏡折射后成像在焦面上,故稱為折射望遠(yuǎn)鏡, 圖1便是一臺折射望遠(yuǎn)鏡. 市場上見到的大局部天文望遠(yuǎn)鏡都 是折射式的.現(xiàn)在幾乎所有的折射式望遠(yuǎn)鏡物鏡都是消色差結(jié)構(gòu)的,這種物鏡由不同玻璃材質(zhì)的一塊凸透鏡和一塊凹透鏡組成,可以局部消除由于玻璃對不同顏色的光線的折射率不同而帶來的色差.但是要完全消除肉眼可見的光譜范圍內(nèi)的剩余色差,需要使用昂貴的超低色散玻璃,這會大大增加望遠(yuǎn)鏡的本錢,這種望遠(yuǎn)鏡稱為復(fù)消色差折射望遠(yuǎn)鏡簡稱APO折射鏡,APO折射鏡的成像質(zhì)量是完美的,但是價格過分昂貴,不在適合初學(xué)者選用的望遠(yuǎn)鏡 之列.好在普通的消色差折射鏡也完全能夠滿足一般天文觀測的需