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天文望远镜选购指南 分类透析各种望远镜的优劣

来源:至诚名牌导航 时间:2017-01-19


所谓知己知彼,百战不殆,那么在介绍如何选购天文望远镜之前,我们需要对天文望远镜有一个大致的了解。天文望远镜(Astronomical Telescope)是观测天体的重要工具,可以毫不夸张地说,没有望远镜的诞生和发展,就没有现代天文学。随着望远镜在各方面性能的改进和提高,天文学也正经历着巨大的飞跃,迅速推进着人类对宇宙的认识。

一、天文望远镜的种类

光学望远镜大致分三类:折射式,反射式,折反射式。(折反射式望远镜以后再做介绍)。

1、折射式望远镜

优点:成像非常地锐利、鲜明、对比度高。接上“正像镜”就可以使成像不颠倒,有利于对地面景物的观测。维护方便,使用寿命很长,但须注意不要让镜片发霉。

缺点:价格高昂,同样价格可以买到口径更大的反射式望远镜。普通消色差望远镜仍有稍许残余的色差。而残余色差小到可以忽略不计的“复消色差望远镜”价格及其昂贵。

2、反射式望远镜

优点:价格低廉(与折射镜相比),同样价格口径更大、可以看到更多更暗的天体。成像无色差。性价比高。专业天文台的大口径望远镜绝大多数都是采用反射式结构。

缺点:日常维护保养相对麻烦一点。

二、天文望远镜参数

1、口径

口径是指物镜的有效通光直径,常以符号“D”表示。物镜收集星光的能力跟它口径的平方成正比。因此,物镜口径越大,就越容易观测到更暗的天体。

2、分辨角和分辨本领

分辨角通常以角秒为单位,是指刚刚能被望远镜分辩开的天上两发光点之间的角距。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。望远镜的分辨本领由望远镜的分辨角的倒数来衡量,所以:望远镜口径越大,分辨本领越好。

3、放大倍率

放大倍率是目视望远镜的物理量,即角度的放大率。目视望远镜的放大率等于物镜焦距与目镜焦距之比,因此,只要变换不同的目镜就能改变望远镜的放大倍率。但由于受物镜分辨本领的限制,望远镜的放大倍率也不可以无限制的增大,一般而言放大倍率大致以2D(2×物镜口径的数值,口径数值以毫米为单位)为上限。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。如果放大倍率远远超过其放大倍率上限,那么星像虽然看起来变大了,但是并不能增加其清晰度,相反会使星像变得模糊、变得暗淡,而且有效视场也会变得非常狭小。

4、视场

能够被望远镜良好成像的区域所对应的天空角直径称望远镜的视场。视场越大,看出去的视野就越开阔。望远镜的视场与放大率成反比,放大率越大,视场反而越小。不同的口径、不同的焦距、不同的光学系统(包含物镜、目镜在内)与质量,决定了望远镜的视场的大小。看星空时,如果使用大视场的望远镜再加上广角目镜,就会有如在星空中漫步的感觉。

5、极限星等

“星等”是天体亮度的指标,常以符号“m”表示。星等的数值越小,星星就越亮;星等的数值越大,星星就越暗。星等相差一等,亮度相差2.512倍。极限星等是指用望远镜可以观测到最暗天体的星等。望远镜的目视极限星等可以用以下公式来粗略的估计:m=2.1+5logD 公式中D(口径)以毫米为单位。

注意:大城市里的光污染会严重的影响极限星等的大小,所以最好的观测地点是远离都市光污染的郊外。

三、天文望远镜目镜

1、惠更斯目镜(H)

是惠更斯在1703年研制的。它由2片凸透镜组成,视场较小,约为25-40度,它出瞳距离(目镜到眼睛的距离)相对比较短,所以在使用短焦距的惠更斯目镜观测时,眼睛需要紧贴目镜。由于惠更斯目镜容易制造,价格低廉,所以常被用于小型入门级望远镜上。

2、冉斯登目镜(R或SR)

是冉斯登于1783年设计成功,也是两片凸透镜结构,由凸面相对,焦距相同的两个平凸透镜组成。视场约为30-45度。冉斯登目镜的球差、轴向色差和畸变等均小于惠更斯目镜,场曲也显著减小。但是出瞳距离同样较短。冉斯登和惠更斯都属于第一代目镜。

3、凯尔纳目镜(K)

出现于1849年,由三片透镜构成。是在冉斯登目镜的基础上发展而来,主要改进是将单片的接目镜改为双胶合消色差透镜,能够消除倍率色差,同时也能有效地降低位置色差、像散和畸变,大大改善边缘的像质,有效视场达到40-50度。在中、低倍率时,凯尔纳目镜的成像质量要比惠更斯和冉斯登目镜好。另外,凯尔纳目镜的场镜靠近焦平面,这样场镜上的灰尘便容易成像,影响观测,所以要特别注意清洁。

4、阿贝无畸变目镜(OR)

1880年由德国阿贝设计,为四片两组结构,其中场镜为三胶合透镜,接目镜为平凸透镜,该目镜成功的控制了色差和球差,并把鬼像和场曲降低到难以察觉的程度,它还具有40-50度的平坦视场和足够的出瞳距离,在各倍率都有良好表现,一直被广泛采用。但价格相对较高。

5、普罗素目镜(PL或Plossl)

又称为“对称目镜”。它为四片两组结构,由完全相同的两组双胶合消色差透镜组成,其参数表现与OR目镜相当,但PL目镜具有更大的出瞳距离和视场。由于PL目镜中的两个消色差胶合透镜可以完全相同,因此造价比OR低, 是目前应用最为广泛的目镜。 K、OR、PL都属于第二代目镜。

6、关于目镜接口尺寸

望远镜目镜的接口规格大致有3种:24.5毫米(0.965英寸),31.7毫米(1.25英寸),50.8毫米(2英寸)。24.5毫米主要用于小型的入门级望远镜上,31.7毫米是目前的主流尺寸。50.8毫米主要用在高档的大口径望远镜上。

四、天文望远镜选选购指南

1、天文望远镜的种类比较

1)折射式天文望远镜使用起来比较方便,视野较大,星像明亮,但是有色差,从而降低了分辨率。优质折射镜的物镜是两片双分离消色差物镜或3片复消色差物镜。不过,消色差或复消色差并不能完全消除色差。

2)反射镜天文望远镜的优点是没有色差,但是,反射镜的彗差和像散较大,使得视野边缘像质变差。常用的反射镜有牛顿式和卡塞格林式两种。前者光学系统简单、价格便宜,球面反射镜在后端,目镜在前端侧面;后者光学系统的主、副镜为非球面,主镜和目镜都在后面,成像质量较好,价格也较贵。

3)折反射天文望远镜镜兼顾了折射镜天文望远镜和反射镜天文望远镜的优点:视野大、像质好、镜筒短、携带方便。与等焦距和同等口径的折射望远镜相比,价格还不及三分之一。折反射镜有施密特―卡塞格林式和马克苏托夫―卡塞格林式两种,后者又称马―卡镜。马―卡镜有两片式和三片式两种。譬如:博冠 BOSMA1800150天文望远镜和BOSMA2400200天文望远镜都是三片式,因像质比两片式更好,倍受国内外天文爱好者的欢迎。

2、合理选择天文望远镜的焦距

选择天文望远镜的焦距,与你想要观测的天体有关。如果你想观测星云、寻找彗星,要选择短焦距天文望远镜;如果你想观测月亮和行星,要选择长焦天文望远镜;如果你想观双星、聚星、变星和星团,最好选择中焦距天文望远镜。中焦距镜可以两头兼顾,比较受欢迎。通常短镜是指焦距与口径之比小于或等于6,长镜是指焦距与口径之比大于15,介于两者之间称之为中焦距镜。

3、天文望远镜放大倍数并非越大越好

跟据天文学家长期观测的经验,天文望远镜最大放大倍数不得大于1.5倍物镜的口径(以 毫米数表示),用口径100毫米的望远镜,在大气条件为中等宁静度的情况下观测,不得大于 125倍。最佳宁静度时可达190倍;口径200毫米时,在大气宁静度为中等的情况下观测,不得大于170倍。最佳宁静度时,可达340倍;实际上对于天文爱好者观测明亮的天体,最大倍率可达两倍,甚至2.5倍物镜的口径(以毫米数表示)。不过,天文望远镜过大的倍数使影像更大、更暗,同时大气的抖动也放大了,使影像更模糊。

4、跟据个人的经济能力,尽可能选择口径大的天文望远镜

1) 口径大,接收到的光能量就多,可以观测更暗的天体。

2) 口径大,最大有效放大倍数V就大,因为V=主镜口径D(以毫米数表示)。

3) 口径大,分辨率高,可以观测到行星更多的细节,可以分辨双星,还有可能发现更暗的小行星和彗星。分辨率理论上讲,只是与口径有关,实际上与光学设计、加工和装、校都有关系。一般科普望远镜的分辨率能达到2倍理论分辨角,就算是优质望远镜,而博冠BOSMA1800150,经进口计量仪器检验,分辨率优于1″ ,已接近理论值。

5、 如何辨别科普天文望远镜的光学质量

白天购买时,你可用天文望远镜观测远处一幢大楼,将大楼的轮廓线移到视野的1/4处,如果轮廓线橙黄色或蓝紫色特别明显,或轮廓线弯曲得特别厉害,不要买;再看一看远处的树叶,一般来说,60毫米口径的望远镜,能看清40米远处的叶筋,看不清的别买。当然,天文望远镜口径越大,看得越远。博冠BOSMA70060天文望远镜(口径60毫米)能看清85米外的叶筋。晚上你可以看星星,如果看到的星星是带颜色的而且特别明显,或是视野边缘的星星拖着尾巴,其长度达到星星大小的2倍,这种天文望远镜不适合用于天文观测。

6、 对天文望远镜的分辨率本领(即分辨率)的检测

最好的方法是观测双星。譬如:天鹰座π星是双星(牛郎星附近),角距为1″.4;白 羊座ε星是双星,角距1″.5;天鹅座δ星是双星,角距2″.1;御夫座星是双星,角距3″.0;狮子座的γ星是双星,角距4″.3。

7、 关于行星的观测

观测金、木、水、火、土星时所需的放大倍数便是天文望远镜视场内的行星小圆面与肉眼看到的满月有同样视场大小(31角分)。所以用口径50mm的物镜就可观测木星,用80mm的物镜就可观测金星和火星,而观测水星则要用280mm的物镜。

8、 关于太阳黑子的观测

大的黑子用小天文望远镜就能看到,而一些很小的黑子则要用大天文望远镜才能看清楚。业余观测黑子一般采用投影观测。观测太阳和月球要用口径比(D/F)小的望远镜,最好是1:15~1:20。也可以在镜前加一只光栏,用以减小口径比。不过,这样做会降低望远镜的分辨本领。

9、 关于月球的观测

月球有环形山、链状山脉、月海、月谷、沟纹(干涸的河流)和亮辐射条纹,好的天文望远镜可看到月球上非常细微的细节。观测月球最好的放大倍率是(1~1.5)×主镜口径(mm)。

10、 关于天文望远镜的支架

天文望远镜的支架有地平式和赤道式2种,都有2个互相垂直的转轴。天文望远镜的视野一般都比较小,而且放大倍率越大,视野就越小,所以要选择一个不会因风吹而抖动的支架。


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