基礎(chǔ)知識 根據(jù)物鏡的結(jié)構(gòu)不同，天文望遠鏡大致可以分為三大類：以透鏡作為物鏡的,，稱為折射望遠鏡,；用反射鏡作為物鏡的，稱為反射望遠鏡,；既包含透鏡,，又有反射鏡的，稱為折反射望遠鏡,。往往有的天文愛好者買了一塊透鏡,，以為這就解決了望遠鏡的物鏡問題。其實,，一塊透鏡成像會產(chǎn)生象差,，現(xiàn)在，正規(guī)的折射天文望遠鏡的物鏡大都由2～4塊透鏡組成,。相比之下,，折射天文望遠鏡用途較廣，使用方便,，比較適合做天文普及工作,。 反射望遠鏡的光路可分為牛頓系統(tǒng)和卡塞格林系統(tǒng)等,。一般說來，對天文普及工作,，特別是對觀測經(jīng)驗不足的愛好者來說,，牛頓式反射望遠鏡使用起來不太方便，其物鏡又需經(jīng)常鍍膜,，維護起來也麻煩,。折反射望遠鏡是由透鏡和反射鏡組成。天體的光線要受到折射和反射,。這類望遠鏡具有光力強,，視場大和能消除幾種主要像差的優(yōu)點。這類望遠鏡又分施密特系統(tǒng),、馬克蘇托夫系統(tǒng)和施密特卡塞格林系統(tǒng)等,。根據(jù)我們多年實踐的經(jīng)驗，中國科學(xué)院南京天文儀器廠生產(chǎn)的120折射天文望遠鏡對于天文普及工作和廣大天文愛好者來說,，是一種既方便又實用的儀器,。 望遠鏡的光學(xué)性能 在天文觀測的對象中，有的天體有視面,，有的沒有可分辨的視面,；有的天體光極強，有的又特微弱,；有的是自己發(fā)光,，有的是反射光。觀測者應(yīng)根據(jù)觀測目的,，選用不同的望遠鏡,，或采用不同的方法進行觀測；一般說來,，普及性的天文觀測多屬于綜合性的,，要考慮“一鏡多用”。選擇天文望遠鏡時,，一定要充分了解它的基本光學(xué)性能,。 口徑指物鏡的有效直徑，常用D來表示,； 相對口徑指物鏡的有效口徑和它的焦距之比,，也稱為焦比,，常用A表示,；即A＝D/F。 一般說來,，折射望遠鏡的相對口徑都比較小,，通常在1/15～1/20,，而反射望遠鏡的相對口徑都比較大，通常在1/3.5～1/5,。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,。象的光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,。 放大率指目視望遠鏡的物理量，即角度的放大率,。它等于物鏡焦距和目鏡焦距之比,。 不少人提到天文望遠鏡時，首先考慮的就是放大倍率,。其實,，天文望遠鏡和顯微鏡不一樣，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)境等諸因素的制約,。而且,，一架天文望遠鏡有幾個不同焦距的目鏡，也就是有幾個不同的放大倍率可用,。觀測時,，絕不是以最大倍率為最佳，而應(yīng)以觀測目標(biāo)最清晰為準(zhǔn),。 分辨角指望遠鏡能夠分辨出的最小角距,。目視觀測時，望遠鏡的分辨角＝140（角秒）/D（毫米）,，D為物鏡的有效口徑,。 視場指天文望遠鏡所見的星空范圍的角直徑。 貫穿本領(lǐng)指在晴朗的夜晚,，望遠鏡在天頂方向能看到最暗弱的恒星星等,。貫穿本領(lǐng)主要和望遠鏡的有效口徑有關(guān)。 例如,，南京天文儀器廣生產(chǎn)的120折反射天文望遠鏡的光學(xué)性能為：主鏡的有效口徑為120mm,，焦距為1500mm，相對口徑為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"一2",，目視極限星等為12等，視場小于10,。它的尋星鏡物鏡有效口徑為35mm,，焦距為175mm，放大率為7倍,，視場為500,。 天文望遠鏡的目鏡 當(dāng)人們了解了天文望遠鏡的基本光學(xué)性能以后，有人往往只注意物鏡,，而忽視了做為望遠鏡終端設(shè)備之一的目鏡,。其結(jié)果常常使再好的望遠鏡也不能充分發(fā)揮應(yīng)有的本領(lǐng)，只能望天興嘆,。 天文望遠鏡的目鏡主要有兩個作用：其一,，將物鏡所成的像放大，這對于觀測有視面的天體和近距雙星是十分重要的,；其二,，使出射光束為平行光，使觀測者觀測起來舒適省力,。目鏡的種類很多,，比較常用的有：惠更斯目鏡，用字母H表示,，MH或HM表示惠更斯目鏡的改進型,，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,。凱爾納目鏡,，以字母K表示，是冉斯登目鏡的改進型,，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,，如彗星或大面積的天體。斯坦海爾的單心目鏡，蔡斯的無畸變目鏡,，阿貝無畸變目鏡，?？藷o畸變目鏡都用在高放大率的觀測上,，如對行星或月球表面細節(jié)的觀測等。 一架天文望遠鏡應(yīng)備有多種目鏡,，這樣才能便于不同的觀測,，也才能最大限度地發(fā)。揮它應(yīng)有的作用,。曾見到這樣一個情況：某部門從國外訂購一架較好的天文望遠鏡,，但是只有兩個目鏡?？墒钦f明書中介紹它有多種目鏡,。為什么只有兩個呢?賣方說，買方訂貨時設(shè)寫明,。這是一個教訓(xùn),。因此，訂購天文望遠鏡時,，事前一定要充分做好調(diào)研,，有完整可靠的信息，有比較內(nèi)行的人把關(guān),，認真審核好訂貨程序才行,。 尋星鏡和導(dǎo)星鏡 天文望遠鏡的主鏡擔(dān)負著觀測的主角。但是,，許多天文觀測不是光靠主鏡就能全部順利完成的,。它也需要有助手，這就是尋星鏡或?qū)晴R,。 為了能迅速地搜尋到待觀測的天體,，常常在主鏡旁附設(shè)一個小型天文望遠鏡，它就是尋星鏡,。尋星鏡一股都采用折射式的天文望遠鏡,。它的光軸與主鏡光軸平行，這樣才能保持與主鏡的目標(biāo)一致,。尋星鏡物鏡的口徑一般在5～10厘米左右,，視場在30～50左右，放大率在7～20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,，視場中央,。這時，該天體自然也就在主鏡視場中央 主鏡在進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)一個起監(jiān)視作用的望起鏡，它就叫導(dǎo)星鏡,。天文普及用的望遠鏡也就用導(dǎo)星鏡代替了導(dǎo)星鏡.望遠鏡的裝置與跟蹤一架理想的天文望遠鏡不僅應(yīng)有優(yōu)良的光學(xué)系統(tǒng),，還必須解決好一系列機械結(jié)構(gòu)問題。比如說,，鏡筒如何架起來呢?為了能觀測到地平上任意天體,，根據(jù)對軸線方向的選擇不同，通常天文望遠鏡的裝置分為兩大類：地平裝置和赤道裝置,。在地平裝置中,，鏡的是天體的地平經(jīng)度，沿水平軸變化時,，表示的是天體的地平緯度,。由于天球的周日視運動，天體在地平坐標(biāo)中,，兩個量都隨時而變,，表示的只是瞬時位置。因此,，一般說來,，地平裝置不便于做較長時間的連續(xù)觀測。 赤道裝置就解決了這個問題,。它的一條軸和天軸平行,，叫極軸。另一條軸和極軸垂直,，叫赤緯軸,。當(dāng)鏡筒繞極軸旋轉(zhuǎn)時，這是對角的變化,，繞赤緯軸旋轉(zhuǎn)時,，是赤緯的變化。天體的赤緯不隨周日運動而變化,，是常量,。因此，只要使鏡筒跟隨著天體繞極助運動即可達到使天體保持在視場內(nèi)的目的,。這就是跟蹤天體的基本原理,。顯然,，這就是克服由地球自轉(zhuǎn)引起的相對位置變化。地球以每4分鐘10的速度由西往東自轉(zhuǎn)著,，跟蹤天體也應(yīng)以每4分公10的勻速從東往西繞極軸運動,。如何使鏡筒這樣轉(zhuǎn)動呢?驅(qū)動跟蹤裝置的機械系統(tǒng)叫轉(zhuǎn)儀鐘。本世紀以前的轉(zhuǎn)儀鐘,，其動力靠鏈條式的重錘或發(fā)條提供,，轉(zhuǎn)儀鐘的速度靠離心調(diào)速器來控制。現(xiàn)在轉(zhuǎn)儀鐘的動力靠馬達帶動,，速度由天文鐘或無線電振蕩器來控制。導(dǎo)星就是彌補跟蹤中的誤差問題,。 可見,，對于天文普及工作來說，天文望遠鏡最好搭配能跟蹤天體的赤道裝置,。 |
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