望远镜种类
折射式望远镜
折射式望远镜的构造如下图:
折射式望远镜主要为两个透镜所组成:
大的一个焦距长较靠近物体的透镜叫作物镜.其作用是在焦面上形成天体或远处物体的像.
小的一个焦距短较靠近眼睛的透镜叫作目镜.其作用是放大物镜形成的像.
由于光线需要穿透镜片所以对于镜片材质的成份光学系统设计的精密度要求都较严苛.
折射镜的优点是反差及锐利度较同口径的反射镜佳无论摄影及高倍行星观测效果都相当不错缺点是有色像差(色差)问题.为了消除色像差物镜都以两枚以上的透镜组成一般来说三枚镜片要比两枚消色差效果好但价格较贵;镜片材质也是决定好坏及价格的重要因素一般光学玻璃的折射镜称做半消色差望远镜而全消色差望远镜常使用更高级的材质如ED(extralow dispersion)SD(super low dispersion)萤石(fluoride)等玻璃且价格较贵.
反射式望远镜
反射式望远镜的构造如下图:
上图为牛顿式的反射式望远镜由于光线不须穿透镜片所以不须考虑色差问题只要留意热膨胀系数即可通常以折射镜相同的价钱可买到较大口径的反射镜观测较暗的星云及星系会比较有利;但反射式镜筒容易发生筒内气流的现象反射面铝膜使用数年后也容易发生氧化而降低反射率光轴较折射镜容易歪斜此外镜面研磨精度也是成像品质关键这些是选购时需要注意的.
折反射式望远镜
折反射式望远镜的构造如下图:
折反射式望远镜是以上两种的结合大的特征是在反射镜的前方增加一片补正镜以修正球面镜所可能造成的像差由于镜筒密闭性较反射式好因此无落尘与筒内气流现象补正镜所造成的色差也极轻微与折射镜相比其光学设计可有效缩短镜筒长度但成像品质及反差通常还是以折射镜较佳一般常见的折反射式类型如下:
施密特-盖赛格林式(Schmidt-Cassegrain)
马克斯托夫式(Maksutov-Cassegrain)
望远镜的结构
天文望远镜
口径:物镜的直径口径大小决定望远镜的集光力与解像力口径愈大愈亮解像力愈高.
焦距:从物镜到焦点距离一般以"f"表示单位为mm.如f=600mm表示焦距600mm.
焦比:口径(mm)=焦比.相当于镜头的光圈以"F"表示;F值越低亮度越高.
倍率:物镜焦距(mm)÷目镜焦距(mm)物镜焦距越长或更换越短焦的目镜倍率越大.
光轴:望远镜中光路的轴心若光轴偏斜望远镜便不能发挥佳性能严重时可能无法成像.
镀膜:在镜片表面镀上一层特殊的金属化合物目的是减少反光增加光线透射率.
寻星镜:是一支低倍的小望远镜同架在主镜上利用其视野较广的特性方便搜索天体.
赤道仪
赤道仪的功能除了承载望远镜之外重要的是藉由步进马达带动赤经本体使望远镜能跟随星体移动常见的有德式与叉式两种其中又以德式普遍以下就以德式赤道仪做简单介绍.
极轴望远镜:天球北极与南极的连线称为极轴极轴望远镜的功能就是校正赤道仪赤经轴使其与极轴平行一般都是内藏在赤经本体之中.
赤经轴:赤道仪中与极轴平行的旋转轴称为赤经轴.
赤纬轴:赤道仪中与极轴垂直的旋转轴称为赤纬轴.
重锤:安装在赤纬轴底部可上下调整用来平衡望远镜的重量平衡的步骤在德式赤道仪中是非常重要的关系到赤道仪的寿命.
马达:带动赤经轴旋转使赤道仪转速与地球自转同步需要配合控制器使用.
刻度盘:赤经轴与赤纬轴上都有刻度盘受限于精度刻度盘都仅供参考用.
自动导入:某些高阶赤道仪中内藏小型电脑并储存许多天体位置资料只要由控制面板输入天体名称赤道仪就会自动搜寻天体并导入望远镜视野中.
附录:
常见的光学名词
口 径:意指主镜片之直径.而口径是越大成像品质越佳分解能越高因为集光力越强.
焦 距:意指光线经由主镜片至成像焦点的距离.
焦 比:就如相机的光圈值同意.数字越小亮度越亮为短焦;数字越大亮度越暗为长焦.焦比的计算方式:焦距÷主镜口径=F(焦比).F小于5的适合用于直焦摄影;F大于9以上的较适合做观测或扩大摄影.另介于5和9之间的则是可摄影观测及扩大摄影用.
倍 率:倍率的计算方式:物镜焦距÷目镜焦距.但望远镜在提升倍率时也有一定的限度不能过分的提高倍率否则所见的影像会变得模糊黑暗并且视野变的狭窄而看不清影像.适当的高倍应为主镜口径的十倍高以十五倍为限.譬如口径六公分的望远镜以六十倍为适当的倍率高不得过九十倍.
集光力:依肉眼瞳孔在夜间开到大(瞳孔大时为6mm 7mm)时所集到的光亮为1.在望远镜来说与主镜的口径大小有关口径越大相对的集光力就越佳.而集光力越佳其成像品质也就越好.
分解能:简单的说就是将两个相当接近的物体能将其解测出小的角度(角距离);而角度小是以秒(")为表示单位.主镜的有效口径越大其分解能就越好看到的影像就越细致;但这数值必须依视野状态及镜片品质好坏也有着很大的差异.
色 差:即在影像的周边出现如彩虹般的色彩通常为蓝色红色或紫色等.这是因为光线在透过镜片时因镜片的材质的关系而光线的光波有不同的频率也会有着不同的折射率.在过去的望远镜是由一片凸透镜所构成但色差的情形是非常的严重于是后来加了一片凹透镜来达成消除色差但这也只消除了红色的色差于是就在镜片的材质上做了研究.目前可完全消除色差的材质为『萤石』但其成本较高所以也另有其它的材质研发出来如市面上所常听见的EDSD等.
像 差:一般普通的望远镜在观赏物体时或许是视野中央的部份很清楚很清晰但在视野的周围会模糊或是影像歪曲变形这种性质就是像差.几乎所有的望远镜都有像差而像差的大小会影响到望远镜的价值.
视 野:指所见到范围大小以角度表示其大小.而肉眼的视野大小约上下六十度左右九十度的程度.但透过望远镜观看时因倍率提升视野相对会变窄.而在低倍率时的视野一定会比高倍率的视野为大.现在已有广角视野的目镜上市大视野已提升到八十四度让在观看时舒适度提升了不少.
极限星等:当在无云无月光及其它人工光害的夜晚使用望远镜所能看见的暗星等.肉眼直接所能见的暗星等约为六等星但因望远镜能有集光的效果所以能看见肉眼所直接看不到的为暗光线.相对在望远镜的主镜口径大小也决定了所能看见的极限星等.
