望远镜的类型

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望远镜的类型
图片: Cjp24, CC BY-SA 4.0 · Wikimedia Commons

基本数据

主要光学类别折射镜、反射镜、折反射镜
最重要的参数口径(主透镜或主镜的直径)
与人眼相比的集光力150毫米口径的望远镜收集的光约为暗适应人眼的470倍
同等价格口径最大装在多布森支架上的牛顿式反射镜
同等口径最紧凑施密特-卡塞格林和马克苏托夫
维护最少折射镜(密封镜筒,无需校准)
支架类型地平式和赤道式
电脑自动寻星GoTo支架(两种类型均有)

要点

  • 每台望远镜都用透镜、反射镜或两者兼用来收集光线;三大类别的区别仅此而已。
  • 口径,即主透镜或主镜的宽度,决定了你能看到多暗、多清晰的景象。
  • 折射镜坚固简单;反射镜单位价格的口径最大;折反射镜把长焦距装进短镜筒。
  • 稳定的支架和光学系统同样重要:地平式支架上下左右移动,赤道式支架跟随天空的旋转。
  • GoTo支架能替你找到目标,但需要电源和简短的设置。

望远镜实际上做什么

望远镜有两项工作。它的主透镜或主镜叫作物镜,收集的光远多于你的瞳孔,然后把这些光汇聚到焦点上。目镜是一个小型放大镜,让你观看这个聚焦后的像。

收集光线是更重要的工作。夜空中的大多数天体与其说是小,不如说是暗,所以集光更多的望远镜能看到更多。放大倍率排在其次,主要由目镜而不是望远镜决定。

折射镜:透镜在前

折射镜在封闭镜筒的前端使用一块透镜,这就是大多数人心目中望远镜的经典形状。光线穿过玻璃,弯折后在后端聚焦。密封镜筒能挡住灰尘和气流,光学部件几乎从不需要调整。

折射镜观看月球、行星和双星时清晰锐利、对比度高,而且很快就能投入使用。它的缺点是单位口径的成本:大透镜既昂贵又沉重。简单的透镜对不同颜色的折射也略有不同,可能在明亮天体周围产生淡淡的紫边;采用特种玻璃的更好设计能减轻这一问题。

反射镜:牛顿式与多布森式

反射镜在镜筒底部使用一面曲面镜代替透镜。艾萨克·牛顿的设计至今仍很常见,它把光线反射回镜筒上方的一块小平面镜,再由平面镜把光从镜筒侧面送到目镜。反射镜没有色边,做成大尺寸也便宜得多。

多布森望远镜是装在简单木制或金属箱式支架上的牛顿式反射镜,支架放在地上旋转。这是以有限预算获得大口径(例如150至250毫米)的最简单方式。代价是体积较大,开放式镜筒需要时间冷却到室外温度,还需要偶尔进行光轴校准,也就是用一个简单工具把反射镜对齐。

折反射镜:施密特-卡塞格林与马克苏托夫

折反射望远镜把前端一块薄的改正透镜与内部的反射镜结合起来。光线来回折叠,所以长焦距可以装进一个短小便携的镜筒。施密特-卡塞格林使用一块薄而近乎平坦的改正板;马克苏托夫则使用一块较厚、弯曲很深的透镜。

两者都常配电脑支架,便于携带出行。它们的长焦距适合观测月球、行星和小目标,但视场较窄,不太适合大型星团和星云。它们单位口径的价格也比多布森高,而且需要一段时间才能适应室外温度。

口径:真正重要的参数

口径是主透镜或主镜的直径,通常以毫米或英寸表示。集光能力随开口面积增大,所以口径加倍,收集的光就是四倍。150毫米口径的望远镜收集的光约为完全暗适应人眼的470倍。

口径越大,细节也越精细,因为更宽的开口能分辨更靠近的光点。所以有经验的观测者首先按口径比较望远镜,几乎不把包装盒上的放大倍率当回事。不过,最好的口径是你真正愿意搬到户外的最大口径。

支架:地平式、赤道式与GoTo

地平式支架沿两个简单方向移动:上下和左右,就像相机三脚架的云台。它直观且架设迅速;多布森底座就是一种地平式支架。

赤道式支架有一根轴倾斜指向天极,北半球观测者的天极在北极星附近。校准好之后,只需转动一根轴就能随地球自转跟踪恒星,这在高倍观测和摄影时很有帮助。它更重,也需要一些学习。

GoTo支架(两种类型都有)带有电机和一台小电脑。用几颗亮星进行简短校准后,它就能指向成千上万个天体并跟踪它们。它很方便,但需要电池或电源,而且电脑无法弥补摇晃的三脚架。

如何在它们之间选择

如果你想花最少的钱获得最明亮、细节最丰富的景象,又有地方存放,多布森反射镜很难被超越。如果你想要轻便、维护少、能快速观测月球和行星的望远镜,小型折射镜很合适。如果便携性和电脑支架最重要,马克苏托夫或施密特-卡塞格林是不错的选择。

无论哪种设计,决定之前尽量在当地天文俱乐部或公众观星活动中亲自看几台。切勿把任何望远镜对准太阳,除非镜筒前端装有符合ISO 12312-2标准的认证太阳滤镜;聚焦的光线会瞬间致盲。

参考来源

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