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望远镜的基本原理
望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器,能把远物很小的张角按一定倍率放大,使之在像空间具有较大的张角,使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。所以,望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。它是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行射出的光学系统。根据望远镜原理一般分为三种。
一种通过收集电磁波来观察遥远物体的仪器。在日常生活中,望远镜主要指光学望远镜。但是在现代天文学中,天文望远镜包括了射电望远镜,红外望远镜,X射线和伽吗射线望远镜。近年来天文望远镜的概念又进一步地延伸到了引力波,宇宙射线和暗物质的领域。
在日常生活中,光学望远镜通常是呈筒状的一种光学仪器,它通过透镜的折射,或者通过凹反射镜的反射使光线聚焦直接成像,或者再经过一个放大目镜进行观察。日常生活中的光学望远镜又称“千里镜”。它主要包括业余天文望远镜,观剧望远镜和军用双筒望远镜。
常用的双筒望远镜还为减小体积和翻转倒像的目的,需要增加棱镜系统,棱镜系统按形式不同可分为别汉棱镜系统和保罗棱镜系统,两种系统的原理及应用是相似的。
个人使用的小型手持式望远镜不宜使用过大放大倍率,一般以3~12倍为宜,倍数过大时,成像清晰度就会变差,同时抖动严重,超过12倍的望远镜一般使用三角架等方式加以固定。
望远镜的基本原理
一、折射望远镜
用透镜作物镜的望远镜。分为两种类型:由凹透镜作目镜的称伽利略望远镜 ;由凸透镜作目镜的称开 普勒望远镜 。因单透镜物镜色差和球差都相当严重,现代的折射望远镜常用两块或两块以上的透镜组作物镜。其中以双透镜物镜应用最普遍。它由相距很近的一块冕牌玻璃制成的凸透镜和一块火石玻璃制成的凹透镜组成,对两个特定的波长完全消除位置色差,对其余波长的位置色差也可相应减弱。在满足一定设计条件时,还可消去球差和彗差。由于剩余色差和其他像差的影响,双透镜物镜的相对口径较小,一般为1/15-1/20,很少大于1/7,可用视场也不大。口径小于8厘米的双透镜物镜可将两块透镜胶合在一起,称双胶合物镜 ,留有一定间隙未胶合的称 双分离物镜 。为了增大相对口径和视场,可采用多透镜物镜组。折射望远镜的成像质量比反射望远镜好,视场大,使用方便,易于维护,中小型天文望远镜及许多专用仪器多采用折射系统,但大型折射望远镜制造起来比反射望远镜困难得多。
二、反射望远镜
用凹面反射镜作物镜的望远镜。可分为牛顿望远镜、卡塞格林望远镜、格雷果里望远镜、折轴望远镜几种类型。反射望远镜的主要优点是不存在色差,当物镜采用抛物面时,还可消去球差。但为了减小其它像差的影响,可用视场较小。对制造反射镜的材料只要求膨胀系数较小、应力小和便于磨制。磨好的反射镜一般在表面镀一层铝膜,铝膜在2000-9000埃波段范围的反射率都大于80%,因而除光学波段外,反射望远镜还适于对近红外和近紫外波段进行研究。反射望远镜的相对口径可以做得较大,主焦点式反射望远镜的相对口径约1/5-1/2.5,甚至更大,而且除牛顿望远镜外,镜筒的长度比系统的焦距要短得多,加上主镜只有一个表面需要加工,这就大大降低了造价和制造的困难,因此目前口径大于1.34米的光学望远镜全部是反射望远镜。一架较大口径的反射望远镜,通过变换不同的副镜,可获得主焦点系统(或牛顿系统)、卡塞格林系统和折轴系统。这样,一架望远镜便可获得几种不同的相对口径和视场。反射望远镜主要用于天体物理方面的工作。
三、折反射望远镜
由折射元件和反射元件组合而成的望远镜。包括施密特望远镜和马克苏托夫望远镜及它们的衍生型,如超施密特望远镜,贝克-努恩照相机等。在折反射望远镜中,由反射镜成像,折射镜用于校正像差。它的特点是相对口径很大(甚至可大于1),光力强,视场广阔,像质优良。适于巡天摄影和观测星云、彗星、流星等天体。小型目视望远镜若采用折反射卡塞格林系统,镜筒可非常短小。
16X52=16倍放大X152MM口径
12X50=12倍放大X50MM口径
口径越大,通光量越大,观测效果越好,放大倍率也能提高一点.如果在口径较小的望远镜上用倍数较大的目镜,会显得比较暗,而且很容易晃动,导致头晕.
一般来说,50MM用7-10倍比较好.
1、关于倍数,现役的军用手持望远镜,倍数就是7倍或者8倍或者10倍。没有12倍的!原因很简单,不好用,抖是一个方面,另一个方面,倍数越高,视野越窄,你可以想象,本来就抖,视野再一窄,更没办法看了。
所以,手持望远镜,不要买12倍的,要选,就选标准的倍数(7~10倍)。
2、即使是7~10倍这里面,也是有讲究的。一般认为,7稍微有点偏低,而10倍,对很多人来说,很多场合下都不太容易适应。总体对大多数人,都是8更均衡一些。这方面如果你没有直观的经验,可以搜索下 大众光学 选8倍还是10倍? ,可能看起来更直观一些。
1、89式没听说过,要注意可能不是真实的,或者是很冷僻的产品。
所谓98式,是一个误解,本来这个产品是和95竞标的,后来被竞下来了。
98并不是真的所谓“98式”,它上面印的98,实际是指298厂,这个你明白吧。也就是说,如果你就是要选择类似的,那么选择95,比98更好。而95式其实性价比也不是太好的。
2、军用级别望远镜,市面上真的,是很少的。即使有真的,价格最低也要千八百元了。
自称军用望远镜的,反而大多数都是些劣质产品——连正规产品都不是。
现在产品假的挺多的,假冒和劣质的占市面90%以上,还有虚假宣传,其中最常见的就有“夜视”“红外”“军用”“日本樱花”“俄罗斯”等等等等,建议你了解一下基本知识,可以看一下“常识与鉴别”,其中就有关于所谓的“军用”方面的常识介绍。
建议特别关注其中关于倍数、军用、夜视等方面的问题,也就是关于一些常见的虚假宣传的介绍。 否则像不了解这方面的人,在这样的市场状况下,很容易受骗的。反正最简单的一点,你就记住,真的军用的很贵的,最低也在800多元才有。
另外介绍一下军用望远镜的情况,其实军用的,基本上并不比民用的正规产品清晰"很多",或者说,普通人,如果你不是发烧友的话,看不出来很"悬殊"的区别——这个就好像数码相机,1000元的普通数码相机,和上万元的专业单反相机——虽然确实有差别,但是是针对爱好者说的,对普通人,一般没有必要买这么高档的。是吧?
在放大倍数方面,军用的和民用的倍数,都是差不多一样的,基本都在7~10倍。而市面上那些胡乱宣传20倍、30倍、50倍的,其实连正规民用产品都不是。
天文望远镜是现在天文学最基本的仪器,也是广大天文普及工作者和天文爱好者必备的观测工具。
天文望远镜的光学系统 根据物镜的结构不同,天文望远镜大致可以分为三大类:以透镜作为物镜的,称为折射望远镜;用反射镜作为物镜的,称为反射望远镜;既包含透镜,又有反射镜的,称为折反射望远镜。往往有的天文爱好者买了一块透镜,以为这就解决了望远镜的物镜问题。
其实,一块透镜成像会产生象差,现在,正规的折射天文望远镜的物镜大都由2~4块透镜组成。相比之下,折射天文望远镜用途较广,使用方便,比较适合做天文普及工作。
反射望远镜的光路可分为牛顿系统和卡塞格林系统等。一般说来,对天文普及工作,特别是对观测经验不足的爱好者来说,牛顿式反射望远镜使用起来不太方便,其物镜又需经常镀膜,维护起来也麻烦。
折反射望远镜是由透镜和反射镜组成。天体的光线要受到折射和反射。
这类望远镜具有光力强,视场大和能消除几种主要像差的优点。这类望远镜又分施密特系统、马克苏托夫系统和施密特卡塞格林系统等。
根据我们多年实践的经验,中国科学院南京天文仪器厂生产的120折射天文望远镜对于天文普及工作和广大天文爱好者来说,是一种既方便又实用的仪器。 望远镜的光学性能 在天文观测的对象中,有的天体有视面,有的没有可分辨的视面;有的天体光极强,有的又特微弱;有的是自己发光,有的是反射光。
观测者应根据观测目的,选用不同的望远镜,或采用不同的方法进行观测;一般说来,普及性的天文观测多属于综合性的,要考虑“一镜多用”。选择天文望远镜时,一定要充分了解它的基本光学性能。
口径--指物镜的有效直径,常用D来表示; 相对口径--指物镜的有效口径和它的焦距之比,也称为焦比,常用A表示;即A=D/F。 一般说来,折射望远镜的相对口径都比较小,通常在1/15~1/20,而反射望远镜的相对口径都比较大,通常在1/3.5~1/5。
观测有一定视面的天体时,其视面的线大小和F成正比,其面积与F2成正比。象的光度与收集到的光量成正比,即与D2成正比,和象的面积成反比,即与F2成反比。
放大率--指目视望远镜的物理量,即角度的放大率。它等于物镜焦距和目镜焦距之比。
不少人提到天文望远镜时,首先考虑的就是放大倍率。其实,天文望远镜和显微镜不一样,地面天文观测的效果如何,除仪器的优劣外,还受地球大气的明晰度和宁静度的影响,受观测地的环境等诸因素的制约。
而且,一架天文望远镜有几个不同焦距的目镜,也就是有几个不同的放大倍率可用。观测时,绝不是以最大倍率为最佳,而应以观测目标最清晰为准。
分辨角--指望远镜能够分辨出的最小角距。目视观测时,望远镜的分辨角=140(角秒)/D(毫米),D为物镜的有效口径。
视场--指天文望远镜所见的星空范围的角直径。 贯穿本领--指在晴朗的夜晚,望远镜在天顶方向能看到最暗弱的恒星星等。
贯穿本领主要和望远镜的有效口径有关。 例如,南京天文仪器广生产的120折反射天文望远镜的光学性能为:主镜的有效口径为120mm,焦距为1500mm,相对口径为1/12.5,目镜放大倍率有:37.5倍,60倍,100倍,200倍,理论分辨角为1"一2",目视极限星等为12等,视场小于10。
它的寻星镜物镜有效口径为35mm,焦距为175mm,放大率为7倍,视场为500。 天文望远镜的目镜 当人们了解了天文望远镜的基本光学性能以后,有人往往只注意物镜,而忽视了做为望远镜终端设备之一的目镜。
其结果常常使再好的望远镜也不能充分发挥应有的本领,只能望天兴叹。 天文望远镜的目镜主要有两个作用:其一,将物镜所成的像放大,这对于观测有视面的天体和近距双星是十分重要的;其二,使出射光束为平行光,使观测者观测起来舒适省力。
目镜的种类很多,比较常用的有:惠更斯目镜,用字母H表示,MH或HM表示惠更斯目镜的改进型,这类目镜适用于低倍率或中倍率的观测。冉斯登目镜,以字母R表示,适于用作装有十字丝或标尺的目镜,用在低倍率或中倍率的测量性观测。
凯尔纳目镜,以字母K表示,是冉斯登目镜的改进型,消除了冉斯登目镜的色差,这种目镜,视场大,常用在低倍率观测上,如彗星或大面积的天体。斯坦海尔的单心目镜,蔡斯的无畸变目镜,阿贝无畸变目镜,希克无畸变目镜都用在高放大率的观测上,如对行星或月球表面细节的观测等。
一架天文望远镜应备有多种目镜,这样才能便于不同的观测,也才能最大限度地发。挥它应有的作用。
曾见到这样一个情况:某部门从国外订购一架较好的天文望远镜,但是只有两个目镜。可是说明书中介绍它有多种目镜。
为什么只有两个呢?卖方说,买方订货时设写明。这是一个教训。
因此,订购天文望远镜时,事前一定要充分做好调研,有完整可靠的信息,有比较内行的人把关,认真审核好订货程序才行。 寻星镜和导星镜 天文望远镜的主镜担负着观测的主角。
但是,许多天文观测不是光靠主镜就能全部顺利完成的。它也需要有助手,这就是寻星镜或导星镜。
为了能迅速地搜寻到待观测的天体,常常在主镜旁附设一个小型天文望远镜,它就是寻星镜。寻星镜一股都采用。
1、望远镜其实分很多种的,观测景物的望远镜,可以分为手持和台式(三脚架)高倍的。手持的可以随身携带,手拿就可以看,台式的必须上三脚架,无法手持观测。
2、如果是手持的,不管是民用还是军用望远镜,手持的倍数都有一个标准的最佳倍数范围,也就是7~10倍,其中,军用最常用的,是7倍和8倍。市面上常见的所谓20倍,30倍,50倍,诸如此类的,都是骗人的,连正规产品的都不是。 不了解的人,很容易被误导。
而如果是台式的,这个倍数范围比较大,因为有三脚架。但是对于观察地面的景物,一般最高最高,我的经验,在地面上看景物,超过25倍画质就开始明显下降了,因为空气都开始沸腾的感觉了,而35倍开始,就没有什么意义了。
3、好的望远镜,也就是你在你想投入的价位里面,选择比较正规的产品吧。
4、关于望远镜的鉴别,作为普通人,最简单的,恐怕就是从一些细节上,比如商家的宣传是否正规,是否诚实,产品是否有一些需要避开的表现,比如 “日本樱花” “夜视红外” “微光” “俄罗斯”这类骗人的宣传,或者风险很大的不应该考虑的方向。等等。这方面可以看下大众光学,有一些基础的知识介绍,比较全面。
望远镜的倍数是前面一个数字,后面一个数字为通光孔径。这两个数相乘并没有具体的作用,这是两个单独的参数。
例如:20X22代表倍率为20倍,通光孔径为22mm。
望远镜的倍数,在理论上与望远镜的视野成反比,倍数越高,视野越小。所以望远镜的倍数不适宜太大。50MM口径的双筒望远镜,如果到了20倍就基本上到了极限了,如果倍数在大,视野就太小了。基本无法使用。
扩展资料:
望远镜的基本知识:
1、望远镜的口径越大,集光力越大(集光力影响望远镜视野亮度等)。望远镜的口径指:物镜直径,也就是望远镜的镜片直径。
2、倍率也不是越大越好,因为它放大的不仅仅是你的视场角,同时放大的还有你双手的抖动,一般来说,在陆地上最适宜人眼手持观察的倍率是6-12倍,而且以6-8倍最佳,超过12倍以后由于视场角和入瞳直径小,人手的晃动也被成倍放大,手持观察就比较困难了。这也是为什么军用的望远镜大多在这个倍率范围内的原因(部分海用的望远镜倍率可达15倍-20倍)。
3、极限倍率(极限倍率影响望远镜能得到最大的有效放大倍率)。一般我们认为极限倍率为望远镜口径的2倍,例如:102/1000型号的望远镜其极限倍率为
200倍,不过这只是理论来讲,同型号不同品牌的望远镜之间光学素质存在差异,一支光学优秀的望远镜则是可以超出极限倍率50倍左右。
参考资料:
搜狗百科-望远镜参数
地面光学观测仍是主要手段用于绝大多数处于凝聚态的天体(恒星等),其温度从数千度到数万度,辐射集 博冠天文望远镜
中于光学波段 携带大量天体物理信息的谱线,主要集中于可见区; 大气在可见区有良好的透射 有良好的探测设备 有悠久的历史和丰富的经验: 为什么说问“望远镜能看多远”是错误的? 我们的肉眼就是一台光学仪器,肉眼可以看到220万光年以外的仙女座大星云,但是看不见距离地球最近的太阳系外恒星比邻星(4.2光年)。相信大家已经体会到了吧,说一个光学仪器能看多远是没有意义的,只能说看多清。
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