教您天文望远镜基础知识入门

教您天文望远镜基础知识入门一、望远镜种类（一）折射式望远镜折射式望远镜的构造如下图：折射式望远镜由两个透镜组成：固定在镜筒前端的是物镜（其口径大小直接决定望远镜的性能）；在镜筒尾端可以调换的是目镜。上图为星特朗AstroMaster系列90EQ优点：视野较大、星像明亮，使用和维护比较方便，反差及锐利度较同口径的反射镜佳，摄影及高倍行星观测，效果都相当不错。缺点：有色像差(色差)问题，会降低分辨率。（二）反射式望远镜反射式望远镜的构造如下图：上图为牛顿式反射式望远镜。上图为星特朗AstroMaster系列130EQ优点：无色差、强光力和大视场，非常适合深空天体的目视观测。缺点：彗差和像散较大，视野边缘像质变差，操作不太容易,维护相对复杂。（三）折反射式望远镜折反射式望远镜的构造如下图：上图为星特朗OmniXLT127综合了折射镜和反射镜的优点：视野大、像质好、镜筒短、携带方便。有施密特-卡塞格林式和马克苏托夫-卡塞格林2种。三种类型望远镜优缺点对比：（1）折射式：通常小型（口径80毫米以下）折射望远镜具有便携优势，结构简单可靠性高，可以在旅行时随身携带。在拍摄要求不高的情况完全可以满足摄影需求，而且与相机连接简单可以作为长焦镜头使用。（2）反射式：大口径反射虽然不便携，但比其他类型望远镜有很多优势。首先，造价低廉，很多爱好者可以自己磨制。其次，大口径成像效果更好，利于高倍观测，而且焦比较小，适合观测和拍摄深空天体。（3）折反式：折反同时具备折射式望远镜的便携和反射式望远镜的成像优势，但价格较贵。三种望远镜优缺点对比：折射式优点：结构简单，便携，成像锐度好，缺点：镜筒封闭维护保养容易有色差、球差，口径大的价格相对较贵光学结构：物镜——目镜结构反射式优点：口径大，成像亮度高，无色差，价格相对便宜缺点：不便携，有球差，镜筒开放维护保养相对困难光学结构：反射镜——副镜——目镜结构折反式优点：便携，成像质量较好，镜筒封闭维护保养容易，缺点：口径相对较大结构复杂，在同口径其他类型望远镜中价格最贵光学结构：改正镜——反射镜——副镜——目镜结构二、常见的天文望远镜光学名词口径：指望远镜物镜的有效直径，口径大小直接决定望远镜性能。口径越大，聚光本领越强，分辨率越高，可用放大倍数越大。焦距：从物镜到焦点距离，一般以f表示，单位为mm。焦比：指望远镜焦距长度与物镜口径的比值，简单说就是镜筒长度除以镜筒口径，相当于相机镜头上的光圈。以F表示。计算公式：焦距/口径=焦比（F=F/d）。例如：开拓者60/700望远镜，焦比=物镜焦距700mm/物镜口径60mm=11.7。如果口径不变，物镜焦距越长，焦比越大，容易得到越高的倍率；物镜焦距越短，焦比越小，不容易得到较高的倍率，但影像更亮，视野更大。*短焦距镜（小焦比，焦比=6）：适合观测星云、寻找彗星；*长焦距镜（大焦比，焦比15）：适合观测月亮和行星；*中焦距镜（中焦比,6焦比=15）：适合观测双星、聚星、变星和星团，更可以两头兼顾，很适合初学者。(如开拓者60/700天文望远镜，焦比=物镜焦距700mm/物镜口径60mm=11.7)倍率（放大倍数）：物镜焦距与目镜焦距的比值，如开拓者60/700天文望远镜，使用H10mm目镜，放大倍数=物镜焦距700mm/目镜焦距10mm=70倍；放大倍数变大，看到的影像也越大。适当的高倍应为主镜口径（公分计算）的十倍，最高以十五倍为限。例如：星特朗60AZ的最高放大倍率为：60*1.5=90。光轴：望远镜中光路的轴心。光轴偏斜，影响成像效果。镀膜：镜片表面镀的一层特殊金属化合物，目的是增加光线透射率。极轴望远镜：天球北极与南极的连线称为极轴。功能就是校正赤道仪赤经轴。赤经轴：赤道仪中与极轴平行的旋转轴。赤纬轴：赤道仪中与极轴垂直的旋转轴。重锤：安装在赤纬轴底部，可上下调整，用来平衡望远镜的重量。刻度盘：赤经轴与赤纬轴上都有刻度盘，一般仅供参考用。自动导入：某些高阶赤道仪中内藏小型电脑,，并储存许多天体位置资料，只要由控制面板输入天体名称，赤道仪就会自动搜寻天体，并导入望远镜视野中。集光力：指望远镜所收集到的光量与肉眼的比值。简单说等于望远镜口径（厘米）除以7的平方。望远镜的口径愈大，集光力愈强，就能观测更暗淡的天体。例如：星特朗70EQ望远镜，集光力=物物镜口径70/7×70/7=100。通常主镜口径越大，相对集光力越佳，其成像品质越好。分解能：又称解像力（θ）。望远镜分辨影像细节的能力，分辨率主要和口径有关。物镜有效口径越大，其分解能就越好，影像就越细致。色差：指望远镜在观赏物体时，通常影像的周边会出现如彩虹般的色彩,，通常为蓝色、红色或紫色等，这种现象称为色差。像差：指望远镜在观赏物体时，通常视野中央的部分很清晰，但视野的周围会模糊或是影像歪曲变形,这种现象称为像差。视野（视场）:指望远镜所见到范围大小，以角度表示。通常目镜口径越大，视野也就越大。广角视野的目镜观测较为舒适。极限星等(M):望远镜所能看到最暗的星等称为极限星等，主要和口径、焦比有关。计算公式：极限星等(M)=1.77+5㏒（物镜口径）。例如：物镜口径70mm的望远镜，极限星等（M）=1.77+5㏒70=11.0等。三、天文望远镜主要结构1、主镜筒：主镜筒是观测星星的主要部件。2、寻星镜：一支低倍的小望远镜。其视野较广，便于搜索天体。3、目镜：目镜的功用在于放大。一部望远镜都要配备低、中和高倍率三种目镜。4、赤道仪：一是承载望远镜；二上借马达带动镜筒，使望远镜能跟随星体移动，可以跟踪天体，长时间观测天体。常见的有德式与叉式两种,其中以德式最为普遍。。5、追踪马达：赤经追踪马达可以驱动赤经轴，以跟地球自转相同的角速度逆向转动，跟踪星星。6、三脚架台和脚架：三脚架台是承接赤道仪和镜筒，以连接脚架用的。脚架是承载望远镜和赤道仪，并且作为一种使用的支柱。7、赤道仪控制盒和电源：驱动赤道仪运转。此外根据需要，天文望远镜一般还要配置增倍镜、太阳和月亮滤光镜、巴德膜、指南针、星座图等相关配件。*天文望远镜的支架结构①地平式（经纬仪）：如星特朗AZ系列望远镜优点：价格便宜、重量较轻,、搬运容易、结构简单、调试方便。缺点：调节精度低、稳定性较差，不能跟踪天体，无法进行天体摄影。②赤道仪式：如星特朗EQ系列望远镜优点：调节精度高，能跟踪天体运行，可进行天体摄影。缺点：重量较重，搬运困难、结构复杂、调试麻烦。分为手动和电动，手动跟踪赤道仪适合专门的天文观测，电动跟踪赤道仪可用于专门的天文跟踪摄影和观测研究。初学者熟悉地平式后，可以选择手动赤道仪；初次使用也许会觉得调整复杂，但熟悉后观测星空会轻松很多；业余爱好者学习天文摄影，常使用电动跟踪赤道仪。四、天文望远镜光学质量的辨别白天用望远镜观测远处的树叶，一般60mm口径望远镜，能看清40米远处树叶叶筋，看不清说明光学质量很差；晚上观测星星时，如果看到星星带很明显的颜色，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，说明光学质量很差，不适合天文观测。*选择31.7mm（1.25英寸）大目镜接口才能获得更好的光学质量。五、天文望远镜使用注意事项1、绝对不能直接用望远镜观看太阳，观看太阳必须通过投影法或有专门滤光措施。2、不要把望远镜当做玩具，要细心使用和维护。3、不要认为用望远镜什么都能看到。观看效果越好，价格也越高，没有十全十美的望远镜，选择适合自己的最重要。4、每一台望远镜都有它合适的放大倍数。超过极限不能增强分辨能力，反而会使物体变得很暗，难以观测。60～80口径的望远镜，合适的放大倍数应小于100倍。5、如果无法在夜空中识别五个以上的星座，就不要着急使用望远镜。6、天文望远镜通常可以观看风景或动植物，很容易得到比双筒望远镜更高的放大倍率。但使用倍率应在100倍以下，20-50倍最合适。*作为初学者，建议不要买单筒望远镜，顶多买个双筒，放大倍数越大，视野越小。购买双筒镜，口径大小50mm最好。放大倍率选7X50或10X50。六、目镜知识（一）目镜的性能参数目镜性能的参数主要是焦距、视场和出瞳距离。1、视场：目前标准的目镜（如Plossl和OR型目镜，4片2组）视场为40－50度，而广角目镜（通常超过6片）的视场超过60度，有的可达84度。视场越大，观测范围越宽，观测效果越好。2、出瞳距离：指能看清整个视场时观测者的眼睛到目镜的距离。出瞳距离直接决定着观测的方便和舒适程度。一个出瞳距离适中的目镜（如15－20mm）会给观测带来很多方便。对于同一种目镜，其出瞳距离一般与焦距成正比。出瞳距离过短、过长，都会带来观测的不便。3、目镜的配备：一台望远镜通常应配备多个目镜，以便组合成多种放大倍数。①首先应该配备一个低倍率、大视场的目镜用于观测面积大而表面亮度低的星云星团，同时也可以在使用高倍率目镜时先找到目标，它将是使用次数最多的目镜。这只目镜的放大倍率应为望远镜口径厘米数的2－3倍。对于口径较小的望远镜，焦距40－55mm的Plossl目镜（视场约40度）即可胜任；相对口径较大时，最好选择焦距稍短的广角目镜（视场60度）。②中等倍率目镜主要用于观测星云星团等深空天体。典型的中等倍率是物镜口径厘米数的5－10倍。③高倍率主要用于观测行星、双星、致密的星云星团等。一个优质的物镜（如10cm的APO折射镜）应该允许使用其口径厘米数的25倍的放大率而不明显降低成像质量的目镜。（二）目镜的种类1、惠更斯目镜（H目镜）荷兰科学家惠更斯于1703年设计，视场约为25-40度。惠更斯目镜是小型折射镜的首选，其缺点是视场小、反差低、色差、球差场曲明显。目前这种结构一般为显微镜的目镜采用。2、冉斯登目镜（R目镜）于1783年设计成功，视场约为30-45度，目前已很少采用。3、凯尔纳目镜（K目镜、RKE目镜）是在冉斯登目镜的基础上发展而来，出现于1849年，视场达到40-50度，低倍时有着舒适的出瞳距离，目前在一些中低倍望远镜中广泛应用，但高倍时表现欠佳。4、阿贝无畸变目镜(OR目镜)1880年由德国蔡司公司创始人之一的阿贝设计。该目镜控制了色差和球差，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。5、普罗素式目镜（PL目镜）又叫“对称目镜”。其参数表现与OL目镜相当，具有更大的出瞳距离和视场，造价更低，而且适用于所有的放大倍率，是目前应用最为广泛的目镜。6、爱勒弗广角目镜（ER）1917年研制成功，是专门为需要大视场的军用望远镜设计，视场高达60-75度。在低倍时表现非常出色，尤其适合观测深空天体。*目镜常见的表示方法：前面的英文代表目镜的种类，后面的数字代表目镜的焦距。PL25=焦距25mm普罗素式目镜H10=焦距10mm惠更斯式目镜