如何选择天文望远镜,关于折射镜,反射镜,折叠镜。

业余和入门级,建议选择非专业的镜子。

通常1000-2000元左右的低端天文望远镜就能满足要求。考虑到成本,可以选择的类型多为折射型和反射型。当然,如果你对天文学非常热爱,对观测结果要求很高,就选择高端望远镜。专业镜非常昂贵,一般用于专业观察。

折射、反射、折叠各有利弊,需要根据观测目标来选择,适合自己的才是最好的。

天文望远镜通常用长焦距物镜(主镜)将天体的图像聚焦,然后在焦点附近用短焦距目镜将图像放大。一般可分为折射式望远镜、反射式望远镜和折叠式反射式望远镜。?

1.折射镜?

折射通式采用开普勒光路(一般用消色差物镜组),成像效果很好,畸变很小。适合人群广,但是口径有限(口径大小对成本影响很大,大口径望远镜成本高得吓人),所以这类望远镜多为小口径或中小口径类型。

折射式望远镜的物镜一般由两块折射率不同的玻璃透镜组成,以减少色差,使红蓝像会聚在同一个焦点上。这种透镜叫做消色差透镜。严格来说,这种镜头的图像周围还是有一圈非常淡紫色的光晕(见图1)。?

图1?天文望远镜折射镜色差图

为了减少镜头的球差、彗差和像散,一般可以增加焦距比,所以一般折射望远镜的孔径与焦距比(焦距比)至少在f 10 ~ f 16之间。折射望远镜的结构如图2所示。?

图二?天文望远镜折射镜结构图

高级镜片由三片折射率不同的玻璃镜片组成,或者由低色散玻璃(ed)甚至萤石晶体制成,可以消除红绿蓝的色差。这些透镜被称为复消色差透镜。它们的光圈焦距比可以达到f5。望远镜长度更短,重量更轻,使用起来更方便,但价格很贵。因为折射式望远镜筒可以密封,所以更方便维修,也更适合移动到野外,不受镜筒内气流的影响。因为镜片至少由两块玻璃组成,所以成本(磨四面镜)比同口径的反射式望远镜要贵。市面上常见的小型天文望远镜多为折射式望远镜。

折射型的光圈比较小,焦距比较长,实现倍数比较高,比较适合观测单个行星和细节。维护方便,操作简单。低端的折射镜相对便宜,适合新手。

以上倍数是相对的,天文望远镜的倍数与目镜直接相关。不同倍数配备的目镜不一样,不能一概而论。对于入门级天文爱好者,推荐折射。市面上1600元左右的屈光基本配置已经很不错了,成像效果也很棒。在月球表面可以看到环形山、土星、木星、木星卫星,还可以观赏风景,看到一两公里外的空调商标。

2.反射望远镜?

反射式主要是牛顿反射光路,用凹面镜代替凸透镜物镜。这种望远镜的口径可以很大,甚至超过10M,同样口径的成本比折射镜低很多。但由于研磨工艺的影响,成像有彗差,效果受温度的影响比折射镜大得多。维护操作不方便,但由于利用往返光路缩短了镜筒,便于携带。

反射望远镜聚焦在镀有金属(通常是铝)的凹面玻璃上。因为焦点在镜子前面,所以需要用另一面镜子将物镜焦点前的影像反射出镜筒,再用目镜放大。反射式望远镜没有色差(因为不穿过玻璃所以没有色散),但是还有其他种类的像差。如果把反射凹面打磨成抛物线形状,可以消除球差,但是受彗差影响严重,所以边缘部分还是感觉比较松。目前中小型反射式望远镜有两种:牛顿(见图3)。

图三?天文望远镜-反射镜示意图

与光轴成45度角的平面镜或对角镜被用作副镜,以将图像反射到镜筒的前面。这种结构最简单,图像对比度高,也是最受欢迎的选择。通常焦比在f4和f8之间。卡塞格林(见图4)。

图4?天文望远镜-反射镜示意图

用一个双曲面作为副镜,将光线聚焦在主镜的焦点前,穿过主镜的一个圆孔,聚焦在主镜后。因为经过一次反射,镜筒可以缩短,但是视场更窄,像散比牛顿严重,有一点点场曲。因为反射式望远镜只需要打磨一个光学面,所以在同口径的情况下,比折射式便宜。普通天文爱好者有大量的150mm和200mm口径,反射式望远镜可以同时自己打磨。但由于镜筒无法密封,主镜容易受烟尘影响,很难保养。同时受镜筒内空气温度和气流影响较大,携带时容易移动主镜和副镜的位置,光轴校正相当复杂,携带不便。此外,副镜座的衍射效应会使较亮恒星的星像出现十字或星形衍射图样,也会降低图像对比度。?

反射式具有光圈大、焦距短、实现倍数相对较低的优点,适用于观察视场较大的大面积星空,但需要定期镀膜(一般几年一次)。

市面上1.500元左右的反射式天文望远镜,可以看到月球表面的环形山、土星、土星环、木星、木星云带、木星卫星。有些机型的光圈和观测视场比较大,可以连接一台相机,已经达到拍摄星云的最小光圈要求。

3.反射望远镜?

这是一种同时利用折射和反射原理的望远镜。它是施密特在1930年发明的,用作天体照相术。主要使用球面凹面镜作为主镜来消除彗差,同时在主镜前面的适当位置放置非球面透镜作为校正器来校正主镜的球面像差。这样,可以获得广角视场(高达40-50度),而没有一般镜子中常见的球面像差和彗差,只有校正镜产生的轻微色差。摄影用施密特望远镜可以做到很小的焦比(一般在f1到f3之间,最低可以达到〔0.6〕),所以非常适合星域和星云摄影。但唯一的缺点是有一定的场曲,所以底片也必须弯曲才能适应(用专门的底片架),底片放在望远镜筒里,所以只能一张一张地放。?

一般天文爱好者使用施密特-卡塞格林反射望远镜(见图5)。

图5?天文望远镜-折叠镜

采用凸面镜作为副镜,将光线聚焦在主镜焦点之前,穿过主镜的圆孔,聚焦在主镜之后。因为镜筒可以在一次反射后缩短,所以焦比通常在f 6.4-f 10之间。除了施密特-卡塞格林(Schmidt-cassegrain)和马克苏托夫(Maksutov)的设计,矫正透镜和一个凸透镜被用作二级透镜,它们在主透镜的焦点之前聚集光线,穿过主透镜的圆孔,并聚焦在主透镜的后部。近几年流行的折叠反射望远镜如“Celestron”、“Meade”都是用施密特-卡塞格林原理制作的,而“Questar”和“Meade”的ETX系列和“Intes”都是用马克苏托夫原理制作的。反射式望远镜镜体短,焦距长,焦点在主镜后面,视场相当平坦。镜子正面用矫正镜密封,所以使用或者保养都很方便,质量也不错(但是没有牛顿的好,特别是对比)。

折叠式结合了折射和反射的优缺点,更加便携,但价格也相应高了不少。