望远镜结构及其原理

§10.4望远镜结构及其原理一、基本结构二、光束限制三、分辨本领四、放大本领1、视角放大率2、有效视角放大率五、聚光本领六、望远镜的物镜一、基本结构－望远镜1、Kepler望远镜结构2、Galileo望远镜结构眼睛xaFe’目镜Fo物镜Fe(Fo')物镜和目镜均由正透镜构成,镜筒内存在实像。可设置视场光阑，消渐晕可设置分划板,测量物体大小系统成倒像目镜由负透镜构成,镜筒内不存在实像。系统结构紧凑，筒长短,成正立像不可设置分划板,测量物体大小存在渐晕目镜Fe'Fo物镜Fe(Fo')眼睛二、光束限制－望远镜以Kepler望远镜为例孔径光阑：物镜框。Fe’目镜Fo物镜Fe(Fo‘)-wfo’视场光阑孔径光阑视场光阑：通常设置在物镜的像平面上。视场光阑的大小等于物方视场角与物镜焦距的乘积。出瞳D’三、分辨本领－望远镜1、分辨极限q0s's'-xa'A'(F')NumF22.1/'22.1'sDfo望远镜物镜像面上刚好能够分辨的两点的最小距离。2、表示FNum称为物镜的F数,D/fo'称为相对孔径。D/22.1:0角分辨极限1、视角放大率－望远镜放大本领wwtan'tan-ww’Fe'目镜Fo物镜Fe(Fo')fo'fe'''eoff-Fe'目镜Fo物镜Fe(Fo')fo'fe'D/2D'/2'DD-2、有效视角放大率－望远镜放大本领使用望远镜要求:(1)、望远镜光学系统的性能得到充分的利用;(2)、没有赝像;视角放大率的要求:望远镜的角分辨极限经望远镜放大后能够被眼睛分辨。'103.2/~140/60DD实际望远镜的视角放大率为上式的1.5~2倍五、聚光本领－望远镜设望远镜光学系统的基本亮度为L0,则像面的照度为:U'出瞳D'xo'(F')-xa'A''sin'220UnLHi)/1()'/(2220pooifDLH-2NumF/1~iH六、望远镜的物镜－望远镜物镜参数:相对孔径和焦距。物镜的结构:折射式/反射式和折反射式。折射式以透镜为主要构成元件.双胶合物镜同时校正轴上球差和色差.双分离物镜同时校正轴上球差和色差.F1'F1'(F2)F1'反射式物镜－望远镜的物镜以反射面为主要构成元件.无色差,易于制成大孔径结构.轴外像差难校正Newton系统主镜:抛物面;次镜:平面镜Gregory系统主镜:抛物面;次镜:椭球面Cassegrain系统主镜:抛物面;次镜:双曲面F’F'F’C折反射式物镜－望远镜的物镜在反射式结构中增加透射元件来校正像差施密特系统反射镜:球面镜+校正板马克苏托夫系统反射镜:球面镜+分离弯月透镜曼金系统反射镜:球面镜+紧贴弯月透镜F'F'CF'例题－望远镜例题1、有一架开普勒望远镜．目镜焦距为100mm，出瞳直径D'＝4mm，求当望远镜视角放大率分别为10×和20×时，物镜和目镜之间的距离各为多少?假定入瞳为物镜框，物镜通光口径各为多大?(忽略透镜厚度)例题－望远镜例题2、有一架开普勒望远镜，视角放大率为6×，物方视场角为8度，出瞳直径D'＝5mm，物镜和目镜之间距离L＝140mm．假定孔径光阑与物镜框重合，系统无渐晕，求：(1)物镜焦距和目镜焦距；(2)物镜口径；(3)视场光阑的直径；(4)出瞳的位置。作业－望远镜1、10－72、10－8