天文望远镜发明 - 请问天文望远镜分为哪几种，它们的原理又是怎样的？

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请问天文望远镜分为哪几种，它们的原理又是怎样的？

1. 回答人: 匿名时间: 10-14 09:12:39

天文望远镜的种类

按照光学结构的不同天文望远镜可分为许多不同的种类，但比较常用的是两种：折射式天文望远镜（用光学透镜做物镜）和反射式天文望远镜（用曲面反光镜做物镜）。尽管两者可以达到一样的效果，但它们的光学结构是完全不同的。

折射式天文望远镜：折射式天文望远镜通常采用两片或多片镀膜透镜组合而成的消色差物镜。一般来讲，制作大口径（100mm以上）的组合透镜是非常困难的，所以常见的折射式天文望远镜的口径都不超过100mm。

反射式天文望远镜：反射式天文望远镜的物镜是一曲面反射镜（主镜）。在物镜的光路上放置了一个呈45度倾斜的小平面反光镜（副镜）以把物镜反射的光线转向镜筒一侧的目镜。反射式天文望远镜相对比较容易做到大的通光口径。这就意味着反射式天文望远镜可以有很强的聚光能力，可以用以观测昏暗的深空目标，以及用以天文拍照。
工作原理

天文望远镜是一种令人惊奇的仪器，它可以使远处的目标看起来很近。为了更好地理解天文望远镜的工作原理，我们先考虑一下这样一个问题：为什么用裸眼看不到远方的目标呢？例如，为什么用裸眼看不到50米处的硬币呢？答案很简单：因为远方的目标在视网膜上的呈像没有占据足够的位置。如果您有一双很大的眼睛，可以聚集到更多由远方目标发出的光并且在您的视网膜上形成明亮的像，那么，您就可以看到这个目标。望远镜的两个光学件就可以帮助您将这一假设变为现实：

物镜，它可以把远方目标发出的光会聚到焦点上（在焦点上呈像）；
目镜，它把物镜焦点上的像放大，使之在您的视网膜上呈像。这和放大镜的原理一样，它把小的物体放大后在您的视网膜上呈像，这样小的物体看起来就变大了。

天文望远镜的主要部件是：主镜筒、物镜、目镜。主镜筒的作用是：固定物镜，使之与目镜保持恰当的距离；阻止灰尘、湿气和干扰像质的杂光。物镜的作用是聚光和在焦点处呈像。目镜的作用是把物镜焦点处的像放大后在您的视网膜上呈像。
光学性能

天文观测者应根据观测目的的不同来选用不同的天文望远镜。一般说来，普及性的天文观测多属于综合性的，要考虑"一镜多用"。选择天文望远镜时，一定要充分了解它的基本光学性能。评价一架望远镜的好坏，首先要看它的光学性能，其次看它的机械性能。天文望远镜的光学性能一般用下列指标来衡量：

有效口径（D）：指物镜的有效直径，常用D来表示；也即望远镜的通光直径。望远镜的口径愈大，聚光本领就愈强，愈能观测到更暗弱的天体，它反映了望远镜观测天体的能力，因此，爱好者在经济条件许可的情况下，应选择较大口径的望远镜。在天文望远镜的规格描述中，通常要标出它。

焦距（F）：望远镜的焦距主要是指物镜的焦距。同样，在天文望远镜的规格描述中，也要标出它。

相对口径（NA）：相对口径又称光力，它是望远镜的有效口径D与焦距F之比，它的倒数叫焦比（F/D）。有效口径越大对观测行星、彗星、星系、星云等延伸天体是非常有利的，因为它们的成像照度与望远镜的口径平方成正比；而流星等所谓线形天体的成像照度与相对口径A和有效口径D的积成正比。故此，作天体摄影时，应注意选择合适的有效口径A或焦比。一般说来，折射望远镜的相对口径都比较小，通常在1/8～1/20，而反射望远镜的相对口径都比较大，通常在1/3.5～1/12。

视场（ω）：天文望远镜的视场大约是目镜视场和天文望远镜的倍率的比值。望远镜的视场与倍率成反比，倍率越大，视场越小。不同的口径、不同的焦距、不同的光学系统，决定了望远镜的视场的大小。

倍率（M）：天文望远镜的倍率等于物镜焦距与目镜焦距之比，也等于物镜入射光瞳与出射光瞳之比。因此，只要变换不同的目镜就能改变望远镜的放大倍数，但由于受物镜分辨本领，大气视宁静度及出瞳直径不能过小等因素的影响，望远镜的放大倍率也不是可以无限制的增大；一般情况应控制在物镜口径毫米数的1-2倍（最大不要超过300倍）。不少人提到天文望远镜时，首先考虑的就是放大倍率。其实，天文望远镜和显微镜不一样，地面天文观测的效果如何，除仪器的优劣外，还受地球大气的明晰度和宁静度的影响，受观测地的环境等诸因素的制约。而且，一架天文望远镜有几个不同焦距的目镜，也就是有几个不同的放大倍率可用。观测时，绝不是以最大倍率为最佳，而应以观测目标最清晰为准。
分辨本领：指望远镜能够分辨出的最小角距。目视观测时，望远镜的分辨角＝140（角秒）/D（毫米），D为物镜的有效口径。望远镜的分辨本领由望远镜的分辨角的倒数来衡量。望远镜的分辨率愈高，愈能观测到更暗、更多的天体，所以说，高分辨率是望远镜最重要的性能指标之一。

贯穿本领：指在晴朗的夜晚，望远镜能看到的最暗弱的恒星星等。贯穿本领主要和望远镜的有效口径有关。在无月夜的晴朗夜空，我们人的眼睛一般可以看见6等左右的星；一架望远镜可以看见几等星主要是由望远镜的口径大小决定的，口径愈大，看见星等也就愈高（如50毫米的望远镜可看见10等星，500毫米的望远镜就可看到15等的星）。

2. 回答人: 匿名时间: 10-10 15:15:26

一般天文望远镜以构造来分类,可分为折射天文望远镜、反射天文望远镜及折反射天文望远镜三大类。

一、折射天文望远镜

所谓折射天文望远镜是以会聚远方物体的光而现出实象的透镜为物镜的望远镜它会使从远方来的光折射集中在焦点,折射天文望远镜的好处就是使用方便,稍微忽略了保养也不会看不清楚,因为镜筒内部由物镜和目镜封着,空气不会流动,所以比较安定,此外,由于光轴的错开所引起的像恶化的情形也比反射望远镜好,而口径不大透镜皆为球面,所以可以机械研磨大量生产,故价格较便宜。

(1)伽利略型天文望远镜：

人类第一只天文望远镜,使用凹透镜当目镜,透过望远镜所看到的像与实际用眼睛直接看的一样是正立像,地表观物很方便但不能扩大视野,目前天文观测已不再使用此型设计。

(2)开普勒型天文望远镜：

使用凸透镜当目镜,现今所有的折射式望远镜皆为此型,成像上下左右巅倒,但这样对我们天体观测是没有影响的,因为目镜是凸透镜可以把两枚以上的透镜放在一起成一组而扩大视野,并且能改善像差除却色差。

二、反射式天文望远镜：

反射天文望远镜不用物镜而用叫主镜的凹面的反射镜。另外有一面叫做次要镜的小镜将主镜所收集的光反射出镜筒外面,由次要镜反射出来的光像再用目镜放大来看,反射式最大的长处是由于主镜是镜子,光不需通过玻璃内,所以完全不会有色差,也不太会吸收紫外光或红光,因此非常适合分光等物理观测,虽无色差但有其它各类的像差。如将反射凹面磨成抛物线形(Parabolic),则可消除球面差。因为镜筒不能密封,所以主镜很易受烟尘影响,故难于保养,同时受气温与镜筒内气流的影响较大,搬运时又很易移动了主镜与副镜的位置,而校正光轴亦相当繁复,带起来不甚方便。此外副镜座的衍射作用会使较光恒星的星像出现十字或星形的衍射纹,亦使影像反差降低,另外像的稳定度也不及折射式望远镜。

目前知名反射天文望远镜的设计大致分为五种，我们只列举两种市售一般中小型的反射望远镜。

(1)牛顿式 (Newtonian)天文望远镜：

一六六八年由牛顿发明设计,由抛物面的主镜和平面次要镜所构成,以对着光轴45度的角度将平面次要镜装在从主镜反射过来的光的焦点的稍微前方(如上图)这种结构最为简单,影像反差较高,亦最多人选用,通常焦比在f4至f8之间。

(2)卡赛格林式或简称卡式 (Cassegrain)天文望远镜：

利用一块双曲面凸镜(Convex hyperboloid)作为副镜,在主竞焦点前将光线聚集,穿过主镜一个圆孔而聚焦在主镜之后。因为经过一次反射,所以镜筒可以缩短,但视场较窄,像散较牛顿式严重,同时有少许场曲(Curvature of field)。

三、折反射天文望远镜(Catadioptric telescope)：

采反射和折射的长处之型式,基本上和反射一样,也有反射式天文望远镜的缺点,为了消除偏离光轴的视野的慧星像差使用着透镜,且主镜为球面镜,比反射型容易研磨..只介绍其中一种最广泛运用的折反射天文望远镜。

施密特卡式天文望远镜

1930 年由施密特(Schmidt)发明用作天文摄影。主要是利用一球面凹镜作为主镜以消除彗形像差，同时利用一非球面透镜(Aspheric Iens)放于主镜前适当位置作为矫正镜Corrector)以矫正主镜的球面差。这样可以得出一个阔角(可达40一50度)的视场而没有一般反射镜常有的球面差与彗形像差，只有矫正镜做成的轻微色差而已。摄影用的施密特望远镜，焦比方面可以做到很小(通常在f1至f3间,最小可达″0.6)，因此很适宜于星野及星云摄影

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