史上最新最全的望远镜介绍(从参数,基础知识到选购)

目录双筒望远镜的基础知识.............................2光学基础知识：漫话APO............................3红膜与蓝膜的对比.................................8光散及关于眩光污染分类探讨......................11光学系统的名词解释..............................19双筒望远镜的选购中要注意的问题..................33光学基础知识-焦点、弥散圆、景深的概念............34双筒望远镜的使用和保养..........................35观星首选机型....................................36专业望远镜厂商介绍（国外）......................38双筒望远镜的基础知识放大倍率每一架双筒望远镜都有标有两个数字，第一个数字是指放大倍率。它告诉我们通过望远镜观测时，被观测物能被拉近多少，例如使用8倍放大倍率的望远镜，可以让一只距离100米的鸟，看上去只有12.5米。物镜直径双筒望远镜第二个特性数字指的是物镜直径（双筒望远镜入射通光孔径），是毫米做单位。一架设计标准为10X50的双筒望远镜的物镜直径为50毫米。物镜直径越大，双筒望远镜采集光线的能力越强。如果在弱光条件下观测，那么理想的选择是物镜直径为42或者50毫米的望远镜，物镜直径为20或者32毫米的双筒望远镜比较合适在日光条件下观测。出瞳直径计算:物镜口径(mm)/倍率当你距离双筒望远镜目镜30厘米左右观察目镜时，可以看到两个形如瞳孔的亮点，它的直径就是出瞳直径，出瞳直径等于以毫米为单位的物镜直径除以放大倍率。出射光瞳首先告诉我们望远镜的质素.质素上乘者出射光瞳为一个完美清晰的圆形光点,位处中央,周围呈黑色.对普罗棱镜机型而言光点内有棱镜影子代表棱镜是次级玻璃(BK7).周围漏光则代表钟镜身防反光不佳.出射光瞳偏向一方或成榄核型则代表内部光轴变歪.出射光瞳越大,代表影像较光及较清晰锐利(倍率低)而且眼球较易看到影像,适合海事、环境不断晃动场合下使用.出射光瞳太细会使影像难于对准观测.但过了7mm即超越人眼瞳孔极限大少,一部份光线便散失掉,造成浪费.而且人越老瞳孔越细,如50岁的人瞳孔夜间中扩到最大亦只有5mm!故此7mm机型如7x50,8x56,10x70开始乏人问津.出射光瞳5mm机型如10x50,8x40反而最为适中.在日间我们眼睛瞳孔直径约2-3mm,故此出射光瞳少于3mm的如Leica8x20BC于日间观景没有问题,但夜间使用就不适合.人眼的瞳孔可以随光线的强弱而变化，光线明亮则瞳孔缩小，光线微弱则瞳孔增大。观测舒适的通常规则是：双筒望远镜的出瞳直径应当至少和人眼的瞳孔直径一样大。当然，出射和入射通光孔径并不是评估影像亮度的唯一决定性指标，其他因素也同样重要，如对比度，分辨率和透光率。光学基础知识：漫话APO超长焦镜头中，APO镜头几乎是高档镜头的代名词。APO，是英文Apochromatic的缩写，意为“复消色差的”。所谓萤石镜片、AD玻璃、UD玻璃、ED玻璃，说到底，都是为了实现APO技术所用的特殊光学材料。复消色差镜头，是指能对多种色光（超过两种）消除色差的镜头。消色差镜头（Chromatic）只能对两种色光消色差。色散：光学材料的折射率不但与材料本身的物理性质有关，还与光线的波长有关。同一种光学材料，波长越短、折射率越高。具体讲，同一种光学玻璃，绿光比红光折射率高，而蓝光比绿光折射率高。不同光学材料往往有不同的色散。如果一种材料随着波长变化引起折射率变化很大，我们就说这种材料是“高色散”的。反之，则称为“低色散”。一般用ne（材料对绿色的e光的折射率）表示材料的折射率，用阿贝数ve=（ne-1）/（nF-nc）表示材料的相对色散。阿贝数越高，色散越小。式中，第二个字母是下标，表示夫朗和费对应谱线的波长。F是红光，e是绿光，c是蓝光。每一条夫朗和费谱线都有固定不变的波长，因而成了光学设计中的标准波长。色差：从几何光学原理讲，镜头等效于一个单片凸透镜。凸透镜的焦距，与镜面两边曲率和玻璃的折射率有关。如果镜片形状固定，那就只与制造镜片材料的折射率有关了！由于光学材料都有色散，因此，同一个镜片，对于红光来说，焦距略微长一点；对于蓝光来说，焦距略为短一点。这就叫做“色差”。有了色差的镜头，具体讲有这么几个缺点：1．由于不同色光焦距不同，物点不能很好的聚焦成一个完美的像点，所以成像模糊；2．同样，由于不同色光焦距不同，所以放大率不同，画面边缘部分明暗交界处会有彩虹的边缘。消色差：利用不同折射率、不同色差的玻璃组合，可以消除色差。例如，利用低折射率、低色散玻璃做凸透镜，利用高折射率、高色散玻璃做凹透镜，然后将两者胶合在一起。为了使两者胶合后仍然等效于一个凸透镜，前者（凸透镜）屈光度要大一些，后者（凹透镜）屈光度要小一些。我们分析这样的双胶合镜对不同波长光线的作用：对于较长波长的光线，由于凹透镜材料色散大、也就是折射率随着波长变化大，所以折射率比中间波长较小，凸透镜起的作用大，双胶合镜长波端焦距偏长。对于较长波短的光线，由于凹透镜色散大、也就是折射率随着波长变化大，所以折射率较大，凹透镜起的发散作用大，双胶合镜短波端焦距也偏长。最后的结论是：这样的双胶合镜中间波长焦距较短、长波和短波光线焦距较长。很明显，中间波长是一个谷，它的周围焦距变化小多了！设计时合理的选择镜片球面曲率、双胶合镜的材料，可以使蓝光、红光焦距恰好相等，这就基本消除了色差。剩余色差对于广角到中焦镜头来说，已经很小了，因此，也就满足了镜头消色差的要求。二级光谱：未消色差的镜头随着光线波长增加，焦距单调上升，色差很大。而消色差镜头焦距随波长先减小后增加，色差很小。消色差镜头的剩余色差就叫做“二级光谱”！二级光谱引起的不同色光焦距变化不可能小于焦距的千分之二，也就是说，镜头焦距越长，消色差越不能满足要求。对镜头质量要求较高时，超长焦消色差镜头的二级光谱已经不可忽视！为了进一步消除二级光谱对镜头质量的影响，引进了复消色差技术。复消色差：可以想象，如果某种材料随波长变化折射率的数值可以任意控制，那么我们一定能够设计出色差处处完全补偿、因而完全没有色差的镜头！可惜，材料的色散是不能任意控制的，而且可用的光学材料也就那么有限的若干种！我们退一步设想，如果能够将可见光波段分为蓝-绿、绿-红两个区间，而这两个区间能够分别施用消色差技术，二级光谱就能够基本消除！但是，不幸的是，经过计算证明：如果对绿光与红光消色差，那么蓝光色差就会变得很大；如果对蓝光与绿光消色差，那么红光色差就会变得很大！看起来似乎走进了一个死胡同，顽固的二级光谱好像没有办法消除！幸好理论计算为复消色差找到了途径。人们发现，如果制造凸透镜的低折射率材料蓝光对绿光的部分相对色差恰好与制造凹透镜的高折射率材料的部分相对色差相同，那么实现蓝光与红光的消色差之后，绿光的色差恰好消除！这个理论指出了实现复消色差的正确途径，就是寻找一种特殊的光学材料，它的蓝光对红光的相对色散应当很低、而蓝光对绿光的部分相对色散应当很高且与某种高色散材料相同！萤石就是这样一种特殊材料，它的色散非常低（阿贝数高达95.3），而部分相对色散与许多光学玻璃接近！荧石（即氟化钙，分子式CaF2）折射率比较低（ND=1.4339），微溶于水（0.0016g/100g水），可加工性与化学稳定性较差，但是由于它优异的消色差性能，使它成为一种珍贵的光学材料！自然界能用于光学材料的纯净大块萤石非常少，因而萤石最早仅用于显微镜中。显微镜物镜虽然焦距很短，但由于像距很大、分辨率要求很高，二级光谱仍是个头痛问题。自从萤石人工结晶工艺实现以后，高级超长焦镜头中萤石几乎是不可或缺的材料，萤石镜片几乎成为高档镜头的代名词！由于萤石价格昂贵、加工困难，各光学公司一直不遗余力的寻找萤石的代用品。氟冕玻璃就是其中一种。各公司所谓AD玻璃、ED玻璃、UD玻璃，往往就是这一类代用品。很明显，由于复消色差材料价格昂贵、加工困难，成本非常高，所以只能用在高档镜头上。相应的，这些镜头其它方面的设计也一定与其价格匹配，都是精益求精的。但是，如果有价格相对低廉的复消色差材料，即使性能差一些，也使它们能够用在中档镜头上，改善这些镜头的性能。但是，至少就么目前而言，中档镜头是不可能使用萤石做消色差材料的！低色散玻璃：低色散玻璃产生的色差很小、因而消色差之后剩余色差也比较小，对镜头质量改善非常有益。同时，近些年来，一系列高折射率低色散玻璃（主要是镧系稀土玻璃）的采用，镜头质量进一步提高。高折射率玻璃实现同样的屈光度镜片球面曲率较小，因而带来的各种像差尤其是球面像差减小，使得镜头体积减小、结构简化、质量提高。但是，它毕竟不能实现复消色差，无法消除二级光谱，不能与APO技术相提并论。红膜与蓝膜的对比在望远镜物镜上镀制红膜,突破了100多年来望远镜上镀制紫蓝增透膜的概念限制。过去的增透膜大多数是镀制λ/4的ＭｇＦ2薄膜,这样镀制的物镜表面反射减低了,暗淡无光显得很“土气”。现在镀制的红膜物镜是一个带通高反射膜系,在红光部分反射率很高,因而镀制的物镜反射颜色呈现红色,这样整个物镜就显得光彩夺目,与紫蓝增透物镜形成鲜明对照,达到了良好的外观装饰效果,开拓了望远镜的新市场。然而,红膜望远镜实际上并不象商家所称那么神奇，本文将对而者的优缺点做一比较。首先，这种外观上的“突破”与望远镜的使用者并没有主观功能上的关系。一些人认为很“酷”，另一些人却认为像一个红头苍蝇。如果大部分望远镜均为红膜，那看起来才真正“土气”，尤其是在老外的眼里。由于红膜物镜是一个带通膜系,物镜通带范围在400～620ｎｍ。这样就使得整个望远镜的颜色还原略有点偏蓝。观察者看到的是一个清爽明快的景物,改变了传统意义上的紫蓝膜望远镜使视场偏黄的现象(使观察者长时间观察后烦燥不安的现象)。总之,红膜物镜望远镜使观察者的色度心理最佳化。事实上,400ｎｍ已经超出人眼观察上限（仅为555ｎｍ灵敏度的0.04%），因此在可见光内，红膜仅仅是个高通，把很大一部分红色光反射出去，使得光线损失，使得景物发蓝。至于蓝色是否适合观察，这是个颜色心理问题，很复杂。俺个人感觉，蓝色反而使人紧张，因为这代表黑夜（的确，人眼的暗视觉向蓝色移动），而红黄色却能够给人以温暖的感觉。其次，红膜反射红光太强，透过望远镜看白色物体是可以明显感觉到偏蓝，就像给人带了一付有色眼镜。另外，蓝膜是一种使玻璃表面反光率最低的单层镀膜，并非有意成蓝色，反射蓝光有限，因此，透过望远镜观察物体的“发黄”现象也是很有限的。其实，红膜望远镜之所以流行，就是因为好卖，就是因为大多数购买者不知道其中的道理。原因是销售这可以说：“你看，镜片发红，因此是红外望远镜”，这样来蒙骗大多数不明真相者。我自己也有一个8x21的红膜望远镜，不是因为当初受骗，而是当时根本买不到不是红膜的望远镜。举个不太恰当的例子：前几年时兴西服，但清一色都是双排扣的。孰不知在西方，西服是正式场合的服装，单排扣才正规，拿到中国来，要“洋为中用”，单排扣的就过时了，土了！俺观察过，民工干活的典型上衣就是西服！这就是红膜望远镜在中国流行的原因。再过几十年，这将成为历史、成为笑话。再次,对于望远镜,其最小分辨角(分辨力)α=Ｋλ/Ｄ,Ｋ为修正系数,Ｄ为物镜通光孔径。紫蓝膜望远镜透光范围为400～750ｎｍ,红膜物透光范围为400～620ｎｍ。相比较而言,红膜物镜的透射波长变短了,故望远镜的分辨力得到了提高,通过检测发现,一般提高15%到25%。这样就使望远镜作一般观察用时,观察效果得到了提高。这种分辨力的提高人眼可是享受不到的。由于红膜是一个多层膜系,一般都在10层以上，因此价格要比蓝膜的高一些。“10层以上”？？开国际玩笑吧！Pentax的著名SMC（SuperMulti-Coating）才7层，别的光学厂家根本不提自己的镀膜到底是多少层，只说“多层”。