天文望远镜原理

公益创始人《慧泉》

天文望远镜原理

天文望远镜由物镜和目镜组成，接近景物的凸形透镜或凹形反射镜叫做物镜，靠近眼睛那块叫做目镜。

望远镜分为三大类，折射望远镜，反射望远镜和折反射望远镜。

天文望远镜是指收集天体辐射并能确定辐射源方向的天文观测装置，通常指有聚光和成像功能的天文光学望远镜。

天文望远镜(Astronomical Telescope)是观测天体的重要手段，可以毫不夸大地说，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。

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。

伽利略式望远镜

1609年，伽利略制作了一架口径4.2厘米，长约12厘米的望远镜。他是用平凸透镜作为物镜，凹透镜作为目镜，

这种光学系统称为伽利略式望远镜。伽利略用这架望远镜指向天空，得到了一系列的重要发现，天文学从此进入了望远镜时代。

开普勒式望远镜

1611年，德国天文学家开普勒用两片双凸透镜分别作为物镜和目镜，使放大倍数有了明显的提高，以后人们 将这种光学系统称为开普勒式望远镜。现在人们用的折射式望远镜还是这两种形式，天文望远镜是采用开普勒式。

折射和反射镜各有优点，现分別讨论：

折射望远镜的优点

1. 影像稳定折射式望远镜镜筒密封，避免了空气对流现象。

2.彗像差矫正利用不同的透镜组合来矫正彗像差(Coma)。

3.保 养主镜密封，不会被污垢空气侵蚀，基本上不用保养。  

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折射望远镜的缺点 1.色 差不同波长光波成像在焦点附近，所以望远镜出现彩色光环围绕成像。矫正色差时要增加一块不同折射率的透镜，但矫正大口径镜就不容易了。

2.镜筒长。为了消除色差，设计望远镜时就要把焦距尽量增长，约主镜口径的十五倍，以六吋口径计算，便是七呎半长，而且用起来又不方便，业余制镜者要造一座这样长而稳定度高的脚架很是困难的一回事。

3.价 钱 贵光线要穿过透镜关系，所以要采用清晰度高，质地优良的玻璃，这样价钱就贵许多。全部完成后的价钱也比同一口径的反射镜贵数倍至十数倍！

反射望远镜的优点

1.消色差。   任何可见光均聚焦于一点。

2.镜 筒 短 通常镜筒长度只有主镜直径八倍，所以比折射镜筒约短两倍。短的镜筒操作力便，又容易制造稳定性高的脚架。

3.价钱便宜 光线只在主镜表面反射，制镜者可以购买较经济的普通玻璃去制造反射镜的主要部份。

反射望远镜的缺点

1.遮光。  对角镜放置在主镜前，把部份入射光线遮掉，而对角镜支架又产生绕射，三支架或四支架的便形成六条或四条由光星发射出来的光线。可以利用焦比八至十的设计减低遮光率。

2.影像不稳定 开放式的镜筒往往产生对流现象，很难完满地解决问题。所以在高倍看行星表面精细部份时便不容易了。

3.主镜便形温度变化和机械因素，使主镜变形，焦点也跟着改变，形成球面差，球面差就是主镜旁边线和近光轴的平行光线聚焦于不同地方，但小口径镜不成问题。

4.保 养 镀上主镜表面的驴或银，受空气污染影响，要半年再镀一次。不过一块良好的真空电镀镜面可维持数年之久。

折射望远镜由二块透镜组成，总共要磨四边光学面，反射望远镜只需要磨一边光学面，所以制造反射式望远镜花费较少时间。技术精良的话，一副自制的六吋口径反射望远镜质量随时超过市面出售的三吋折射望远镜。至于选择何种类型的望远镜则是根据天文爱好者的需要和喜爱而定。通常一枝四吋以下的折射望远镜已足夠作普通观测研究的用途。如果兴趣是观察行星或双星，便应该设计八吋口径而放大倍数高的反射望远镜，因为如此大口径的折射镜十分难制造，价钱非常昂贵，而且又非常笨重。从经济和难度考虑，初学者最适宜自制反射式望远镜。　望远镜口径越大，集光力愈强，可以看见星星的数目亦增加，集光力是收音机收集光线比眼睛强多少倍的意思。集光本领乃望远镜物镜直径平方和瞳孔直径平方之比。人的瞳孔，日间受光影响，故收缩，晚上则尽量扩大，直径伸缩由四毫米至八毫米，平均值是七毫米。望远镜比肉眼大上许多倍，以一枝150 毫米即六吋口径反射镜来记算，就比肉眼看东西明亮 495 倍。当然望远镜口径大还可以观察到更加暗的星星，口径和星等的关系如右。

使用方法：

先用寻星镜，就是上面的小望远镜，将想要观测的行星放在寻星镜的中间，然后用低倍的目镜寻找星体，对焦，直到看清为止，然后换高倍的目镜可以清楚观测行星细部，观测月亮前一定要使用最低倍的配置寻找，看到的月亮应该是很清楚但是很小，这时再换目镜就比较容易寻找焦距了。然后再换上1.5倍放大镜筒观测，理想的观测时间应该正好可以把月亮细部看得清清楚楚，要注意当天的天气状况。观测其他的行星要用星图观测，带一定要找到相应的纬度的星图，然后调整坐标就可以用相同的方法寻找，但要注意口径太小是无法看到更远的行星的，要星图的话我可以帮你找，到开阔的地方观察很重要。

在天文望远镜的观测之下，月亮的表面看的很清楚。

你加增倍镜没有？

1：装好天文望远镜后不要加增倍镜

2：找月亮时加20mm的目镜

3：找准月亮对好焦距看看是否满意清晰度放大程度

4：确定好后在跟换目镜9mm或6mm再次对焦

就不会盲目了（以上我所说的目镜不一定是你望远镜标配的目镜，但方法都是一样的）

天文望远镜放大倍数的计算方法：目镜/焦距=望远镜放大倍数

看月亮要用月亮镜才能看清楚的，不然由于光线太强只能看到白色模糊的像。

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）。

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。