天文望遠(yuǎn)鏡的種類:折射式天文望遠(yuǎn)鏡與反射式天文望遠(yuǎn)鏡

2011-05-07

                                        天文望遠(yuǎn)鏡的種類:折射式天文望遠(yuǎn)鏡與反射式天文望遠(yuǎn)鏡
　　按照光學(xué)結(jié)構(gòu)的不同天文望遠(yuǎn)鏡可分為許多不同的種類，但比較常用的是兩種：折射式天文望遠(yuǎn)鏡（用光學(xué)透鏡做物鏡）和反射式天文望遠(yuǎn)鏡（用曲面反光鏡做物鏡）。盡管兩者可以達(dá)到一樣的效果，但它們的光學(xué)結(jié)構(gòu)是完全不同的。

　　折射式天文望遠(yuǎn)鏡：折射式天文望遠(yuǎn)鏡通常采用兩片或多片鍍膜透鏡組合而成的消色差物鏡。一般來講，制作大口徑（100mm以上）的組合透鏡是非常困難的，所以常見的折射式天文望遠(yuǎn)鏡的口徑都不超過100mm。

　　反射式天文望遠(yuǎn)鏡：反射式天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡是一曲面反射鏡（主鏡）。在物鏡的光路上放置了一個(gè)呈45度傾斜的小平面反光鏡（副鏡）以把物鏡反射的光線轉(zhuǎn)向鏡筒一側(cè)的目鏡。反射式天文望遠(yuǎn)鏡相對(duì)比較容易做到大的通光口徑。這就意味著反射式天文望遠(yuǎn)鏡可以有很強(qiáng)的聚光能力，可以用以觀測(cè)昏暗的深空目標(biāo)，以及用以天文拍照。
折射望遠(yuǎn)鏡是以會(huì)聚遠(yuǎn)方物體的光而現(xiàn)出實(shí)象的透鏡為物鏡的望遠(yuǎn)鏡它會(huì)使從遠(yuǎn)方來的光折射集中在焦點(diǎn),折射望遠(yuǎn)鏡的好處就是使用方便,稍微忽略了保養(yǎng)也不會(huì)看不清楚,因?yàn)殓R筒內(nèi)部由物鏡和目鏡封著,空氣不會(huì)流動(dòng),所以比較安定,此外,由于光軸的錯(cuò)開所引起的像惡化的情形也比反射望遠(yuǎn)鏡好,而口徑不大透鏡皆為球面,所以可以機(jī)械研磨大量生產(chǎn),故價(jià)格較便宜。

　　(1)伽利略型望遠(yuǎn)鏡

　　人類第一只望遠(yuǎn)鏡,使用凹透鏡當(dāng)目鏡,透過望遠(yuǎn)鏡所看到的像與實(shí)際用眼睛直接看的一樣是正立像,地表觀物很方便但不能擴(kuò)大視野,目前天文觀測(cè)已不再使用此型設(shè)計(jì)。

　　(2)開普勒型望遠(yuǎn)鏡

　　使用凸透鏡當(dāng)目鏡,現(xiàn)今所有的折射式望遠(yuǎn)鏡皆為此型,成像上下左右?guī)p倒,但這樣對(duì)我們天體觀測(cè)是沒有影響的,因?yàn)槟跨R是凸透鏡可以把兩枚以上的透鏡放在一起成一組而擴(kuò)大視野,并且能改善像差除卻色差。
反射望遠(yuǎn)鏡不用物鏡而用叫主鏡的凹面的反射鏡。另外有一面叫做次要鏡的小鏡將主鏡所收集的光反射出鏡筒外面,由次要鏡反射出來的光像再用目鏡放大來看,反射式大的長(zhǎng)處是由于主鏡是鏡子,光不需通過玻璃內(nèi),所以完全不會(huì)有色差,也不太會(huì)吸收紫外光或紅光,因此非常適合分光等物理觀測(cè),雖無色差但有其它各類的像差。如將反射凹面磨成拋物線形(Parabolic),則可消除球面差。因?yàn)殓R筒不能密封,所以主鏡很易受煙塵影響,故難于保養(yǎng),同時(shí)受氣溫與鏡筒內(nèi)氣流的影響較大,搬運(yùn)時(shí)又很易移動(dòng)了主鏡與副鏡的位置,而校正光軸亦相當(dāng)繁復(fù),帶起來不甚方便。此外副鏡座的衍射作用會(huì)使較光恒星的星像出現(xiàn)十字或星形的衍射紋,亦使影像反差降低,另外像的穩(wěn)定度也不及折射式望遠(yuǎn)

　　鏡。

　　目前知名反射望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)大致分為五種..我只列舉兩種市售一般中小型的反射望遠(yuǎn)鏡

　　(1)牛頓式 (Newtonian)

　　一六六八年由牛頓發(fā)明設(shè)計(jì),由拋物面的主鏡和平面次要鏡所構(gòu)成,以對(duì)著光軸45度的角度將平面次要鏡裝在從主鏡反射過來的光的焦點(diǎn)的稍微前方(如上圖)這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,影像反差較高,亦更多人選用,通常焦比在f4至f8之間。

　　(2)卡賽格林式或簡(jiǎn)稱卡式 (Cassegrain)

　　利用一塊雙曲面凸鏡(Convex hyperboloid)作為副鏡,在主競(jìng)焦點(diǎn)前將光線聚集,穿過主鏡一個(gè)圓孔而聚焦在主鏡之后。因?yàn)榻?jīng)過一次反射,所以鏡筒可以縮短,但視場(chǎng)較窄,像散較牛頓式嚴(yán)重,同時(shí)有少許場(chǎng)曲(Curvature of field)。
采反射和折射的長(zhǎng)處之型式,基本上和反射一樣,也有反射式望遠(yuǎn)鏡的缺點(diǎn),為了消除偏離光軸的視野的慧星像差使用著透鏡,且主鏡為球面鏡,比反射型容易研磨..只介紹其中一種被廣泛運(yùn)用的折反射望遠(yuǎn)鏡

　　施密特卡式：

　　是1930 年由施密特(Schmidt)發(fā)明用作天文攝影。主要是利用一球面凹鏡作為主鏡以消除彗形像差，同時(shí)利用一非球面透鏡(Aspheric Iens)放于主鏡前適當(dāng)位置作為矯正鏡(Corrector)以矯正主鏡的球面差。這樣可以得出一個(gè)闊角(可達(dá)40一50度)的視場(chǎng)而沒有一般反射鏡常有的球面差與彗形像差，只有矯正鏡做成的輕微色差而已。攝影用的施密特望遠(yuǎn)鏡，焦比方面可以做到很小(通常在f1至f3間,小可達(dá)″0.6)，因此很適宜于星野及星云攝影。
望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)形式與優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)介 優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)介 　　望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)形式分為折射式、反射式、折反射式等三種，望遠(yuǎn)鏡的特性如下：,

　　折射鏡的特長(zhǎng)----影像清晰銳利，好的鏡片幾乎無色差。

　　----使用壽命很長(zhǎng)，但須注意不要讓鏡片發(fā)霉。

　　折射鏡的缺點(diǎn)----價(jià)格高昂。

　　----同樣價(jià)格買到的望遠(yuǎn)鏡徑比反射式的小。

　　反射鏡的特長(zhǎng)----口徑較大，影像明亮。

　　缺點(diǎn)----鏡面鍍膜，三至五年即需重鍍，否則星星愈看愈暗。

　　----周邊像差使星象肥大。

　　折反射鏡分為（1）純施密特（2）施密特?蓋賽林式與（3）馬克斯托夫式三種：

　　1.純施密特鏡--天文攝影專用

　　2.施密特?蓋賽林式與

　　3.馬克斯托夫式都具備反射鏡的特長(zhǎng)，而且將像差的毛病減少了。

　　因此對(duì)行星，月面觀察有興趣的朋友，請(qǐng)選擇折射鏡與折反射鏡，對(duì)星云、星團(tuán)有興趣的朋友，請(qǐng)選擇反射鏡。如果您的經(jīng)濟(jì)能力許可，請(qǐng)盡可能地購買大口徑的望遠(yuǎn)鏡，因望遠(yuǎn)鏡口徑愈大，集光力也就愈強(qiáng)。不過也要注意品牌，因?yàn)槠放婆c光學(xué)品質(zhì)常成正比。如Nikon、ZEISS、高橋VIXEN（折射鏡）

　　折射鏡的鏡片結(jié)構(gòu)是由二片到三片所組合的消色差設(shè)計(jì)。

　　施密特鏡前方透鏡是特殊的波浪狀，這種望遠(yuǎn)鏡只能拿來拍照攝影。 　　

　　馬克斯托夫望遠(yuǎn)鏡，前方的修正透鏡是彎月型的。