自制天文望远镜 第一章 望远镜基本原理 黄 隆 1.1 天文望远镜光学原理 望远镜由物镜和目镜组成,接近景物的凸形透镜或凹形反射镜叫做物镜,靠近眼睛那块叫做目镜。远景物的光源视作平行光,根据光学原埋,平行光经过透镜或球面凹形反射镜便会聚焦在一点上,这就是焦点。焦点与物镜距离就是焦距。再利用一块比物镜焦距短的凸透镜或目镜就可以把成像放大,这时观察者觉得远处景物被拉近,看得特别清楚。 折射镜是由一组透镜组成,反射式则包括一块镀了反光金属面的凹形球面镜和把光源作 90 度反射的平面镜。两者的吸光率大致相同。折射和反射镜各有优点,现分别讨论。 O=物镜 E=目镜 f =焦点 fo=物镜焦距 fe=目镜焦距 D=物镜口径 d =斜镜 1.2 折射和反射望远镜的选择 折射望远镜的优点 1.影像稳定 折射式望远镜镜筒密封,避免了空气对流现象。 2.彗像差矫正 利用不同的透镜组合来矫正彗像差(Coma)。 3.保 养 主镜密封,不会被污浊空气侵蚀,基本上不用保养。 折射望远镜的缺点 1.色 差 不同波长光波成像在焦点附近,所以望远镜出现彩色光环围绕成像。矫正色差时要增加一块不同折射率的透镜,但矫正大口径镜就不容易。 2.镜 筒 长 为了消除色差,设计望远镜时就要把焦距尽量增长,约主镜口径的十五倍,以六吋口径计算,便是七呎半长,而且用起来又不方便,业余制镜者要造一座这样长而稳定度高的脚架很是困难的一回事。 3.价 钱 贵 光线要穿过透镜关系,所以要采用清晰度高,质地优良的玻璃,这样价钱就贵许多。全部完成后的价钱也比同一口径的反射镜贵数倍至十数倍。 反射望远镜的优点 1.消 色 差 任何可见光均聚焦于一点。 2.镜 筒 短 通常镜筒长度只有主镜直径八倍,所以比折射镜筒约短两倍。短的镜筒操作力便,又容易制造稳定性高的脚架。 3.价钱便宜 光线只在主镜表面反射,制镜者可以购买较经济的普通玻璃去制造反射镜的主要部份。 反射望远镜缺点 1.遮 光 对角镜放置在主镜前,把部份入射光线遮掉,而对角镜支架又产生绕射,三支架或四支架的便形成六条或四条由光星发射出来的光线。可以利用焦比八至十的设计减低遮光率。 2.影像不稳定 开放式的镜筒往往产生对流现象,很难完满地解决问题。所以在高倍看行星表面精细部份时便显出不容易了。 3.主镜变形 温度变化和机械因素,使主镜变形,焦点也跟改变,形成球面差,球面差就是主镜旁边缘和近光轴的平行光线聚焦于不同地方,但小口...