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选购天文望远镜的基本常识:看多远放多大并不重要
发表日期:2019-04-03 14:14| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:我们经常听到来采办千里镜的伴侣一启齿就问:你们的千里镜能看多远?、你们的千里镜能放大几多倍?、你们的千里镜能把天上的星星放多大?诸如斯类的问题反映了公家对于千里镜和天文学问的缺乏。 所谓看多远、放多大的提法既不科学,也没成心义,千里镜的质量

  我们经常听到来采办千里镜的伴侣一启齿就问:“你们的千里镜能看多远?”、“你们的千里镜能放大几多倍?”、“你们的千里镜能把天上的星星放多大?”……诸如斯类的问题反映了公家对于千里镜和天文学问的缺乏。

  所谓“看多远”、“放多大”的提法既不科学,也没成心义,千里镜的质量也决不是如许来评价的。

  现实上,“看多远”完全取决于被观测方针的亮度,只需方针足够敞亮,不消千里镜也能看到无限远,譬如我们用肉眼能看到的6000颗摆布的恒星,现实上都可认为在无限远处;而“放多大”更是因缺乏天文根基学问才会提出的问题,这是由于我们所见的“天上的星星”99.9%以上都是恒星,而恒星离我们如斯遥远,所以即利用地球上最大的千里镜来观测,它们仍然只是一个个几何亮点(亮点越小,表白千里镜的光学成像质量越高;反之,若是在千里镜中看到恒星有了视面以至有了颜色,则可断定其光学系统具有严峻弊病),只要那些太阳系中的天体(如太阳、行星、卫星、彗星等)或太阳系外有视面的天体(如星云、星系、星团等)才能借助于千里镜放大。

  那么“放大倍数”是不是选购千里镜所起首要考虑的机能目标呢?绝对不是!它不单排不上第一,并且如选择过大,将导致成像质量严峻恶化。

  看到这里,必然有不少伴侣感应迷惑:“怎样和我原先想的完全纷歧样?”

  是的,正由于大大都人缺乏这方面的根基学问,所以我们编写了这篇文章,但愿能对大师在选购和利用千里镜方面有所协助。

  下面分为 “如何选择双筒千里镜”和“如何选择天文千里镜向大师作引见

  市场上有八门五花的双筒千里镜,它们的外观、大小、价钱和用处各不不异,有的用于抚玩风光、体育角逐和文艺表演,有的用于察看鸟类和其他动物,有的用来进行定点监督(如丛林、电业、公安部分等),也有人用来赏识夜空中奇异斑斓的天体……若是你想选购一架适合于本人的双筒千里镜,那么必需晓得下面的学问:

  千里镜型号中的数字代表什么意义?

  市场上出售的双筒千里镜上,都标有如许的数字:“7´35”、“8´50”、“15´70”等,“´”号前面的数字代表放大倍数(上述三个千里镜的放大倍数别离为7、 8、 15),“´”号后面的数字代表双筒千里镜单个物镜(接近察看物一边的镜子)的直径,以毫米为单元(上述三个千里镜物镜的口径别离为35、50、70mm)。千里镜型号中所呈现的雷同数字也暗示不异的意义,如:上述三款千里镜的型号平分别有“0735”、“0850”、“1570”的数字。还有一些较高档的变倍型千里镜,它们的放大倍数是能够在必然的范畴内持续改变的,如“082450”暗示它的放大倍数能够从8倍持续变化为24倍,物镜口径为50mm;“206078” 暗示它的放大倍数能够从20倍持续变化至60倍,物镜口径为78mm……

  放大倍数(倍率)和视场

  千里镜的放大倍数(倍率)是通过千里镜观测时将方针的张角放大的倍数(通俗地说,就是千里镜拉近物体的能力,譬如用7倍的千里镜观测700米处的物体,就相当于用肉眼观测100米处物体的结果),它的数值等于物镜焦距与目镜焦距之比。在物镜焦距曾经固定的环境下,只需变换目镜的焦距就能改变千里镜的放大倍数。视场是通过千里镜能看到的范畴大小,视场越大,观测范畴就越宽广,感受也越舒服。视场常用千米处视界(可观测的宽度,以米为单元)或换算成角度来暗示。视场的大小与放大倍数成反比,放大倍数越大,视场越小。

  放大倍数越大越好吗?

  绝大部门人相信,千里镜的放大倍数越高,看到的结果越好,现实却正相反,在物镜口径不异的环境下,放大倍数越高,成像质量就越差,看到的景物越恍惚。你若是是用千里镜来抚玩风光、表演、角逐……,一般选用7~8倍的放大倍数最为适宜,由于用这种低倍镜察看,像会更敞亮、更不变,视场更大;若是选用10倍以上的高倍镜察看,你会发觉像是变大了,但视场却变小了(如看球场只能看到一个角、看舞台只能看到几个演员……),同时像也变暗,不变性变差(发抖得历害),因为一般人很难用手较长时间地拿稳一架10倍以上的双筒千里镜,所以现实上你会发此刻千里镜中很不容易找到方针。世界列国军用千里镜大都以6~10倍为主,我国的军用千里镜次要是7倍和8倍的,就是由于清晰不变的成像十分主要。

  一些经销商信口雌黄,吹嘘本人的千里镜能放大几十、几百倍,以虚假的高倍率来吸引、棍骗顾客,使不少消费者被骗上当。打个例如,没有足够大的口径包管的放大倍数就好像没有足够高的分辩率包管的拍照底片,若是他们的双筒千里镜真能放大几百倍,那么你所看到的景物就好像把一张通俗底片放大到一个别育场那么大,你说还能看清晰什么吗?!相信读过这篇文章的伴侣是决不会再去相信那些鬼话了。

  假如你需要察看某些小范畴景物的细节和特写(如观鸟、动物、观测天体等)或者还要摄影录像等,则必需利用10倍以上的千里镜(为了成像清晰,口径也得响应增大),但此时你必然要为双筒千里镜配一个安定的三角架。

  看得清不清晰次要由什么要素决定?

  千里镜的通光口径(大致上相当于物镜直径)越大,收集光的能力越强,看到的像就会越清晰(专业上称为“分辩率”或“分辩本事”越高),一架千里镜通光口径的大小限制了它所答应的放大倍数,所以你若想要看得更清晰,不是要添加放大倍数,而是要增大通光口径。但对于手持式的双筒千里镜来说,物镜口径的增大会使千里镜变得笨重,所以手持双筒千里镜的口径不宜跨越60mm,不然不消三脚架就无法拿稳它。若是你是经常在敞亮处利用双筒千里镜。那么口径稍小一些没什么太大关系,但若是你想在较为暗弱的光照下观测方针,好比旁观照明不太好的舞台、暗淡处的动物或观测天体,那么口径大一些就显得十分主要了,它会间接影响到你可否看清晰方针。

  当然,千里镜中的景物清不清晰,除了通光口径外,还与其他诸多要素相关,譬如镜片所用材料、外形、布局、磨制、胶合、镀膜、安装、调试工艺以及目镜类型、质量等,所以即便是口径不异的千里镜,也会因上述要素的分歧而导致成像质量的庞大不同,业外人士对这些凡是是难以领会和辨别的。

  一般来说,你该当按照本人的利用目标、利用情况、经济前提等来选择口径、分量、大小、、质量、价钱等都适合于你的双筒千里镜。

  什么要素会影响观测景物的亮度?

  若是用物镜口径(以mm为单元)除以放大倍数,如“35/7”、“50/8”、“70/15”,那么你就能够获得以毫米为单元的通过千里镜射到眼睛处的光束直径。这个数值越大,你眼睛领受到的光或被观测方针消息就越多,这个数值称为千里镜的出射瞳孔。它对我们选择千里镜有什么用途呢?

  假定你预备采办一个用于察看鸟类的双筒千里镜,而且你但愿用它在黎明或薄暮观鸟,而那时的鸟常常落在树丛中,藏在暗影里。若是你买一个10x25的双筒千里镜,那么出射瞳孔直径为25/10= 2.5(mm),而我们眼睛瞳孔的直径在分歧明暗前提下的变化范畴约为2mm至7mm。光越暗,瞳孔直径越大。若是你预备用双筒千里镜在暗处察看,则应选择千里镜的出射瞳孔与你的眼睛在暗处时的瞳孔直径附近的双筒千里镜,如许才能最无效地操纵千里镜所接到的消息。那么“7X 50”的双筒千里镜若何呢?它的出射瞳孔为50/7=7.14mm,几乎与人眼在最暗处的瞳孔直径相等,它收集到的光能被你的眼睛高效率地领受到,所以是较抱负的选择。不外因为人眼瞳孔直径的变化范畴一视同仁(好比四十多岁人的瞳孔直径就只能扩张到4~5mm),并且一般利用千里镜大都在白日,所以出射瞳孔一般选择在3~7mm就能够了。

  什么叫镀膜?镀膜有什么用途?

  若是你留意察看,你会发觉千里镜的物镜概况呈现分歧的颜色:红、蓝、绿、黄、紫等,这就是泛泛所说的镀膜(也称增透膜,是特制的化学薄膜层)。若是不镀膜,会有50%的光线在通过物镜时被漫反射掉而无法达到你的眼睛,而且形成一种雾茫茫的现象!镀膜能够提高透光率,添加亮度与色彩的对比度、明显度,大大改善观测结果。所以,此刻的正轨千里镜厂家都分歧程度地为千里镜镜片进行光学镀膜。一般镀膜层越多、反光越小,结果就越好。镀膜的颜色需按照镜片的光学材料与设想要求而定。在一般利用环境下,蓝膜、绿膜都较为优良。

  选购双筒千里镜时要选择全镜面多层镀膜的,为什么?请看下述各类镀膜的区别:

  光学镀膜:这是最初级的镀膜,价钱较廉价,一般是一个镜面镀单层膜,一般镀物镜。

  全镀膜:所有的镜片都要镀单层膜。如许会使光的通过率从50%提高到80%。

  多层镀膜:至多有一个镜面镀不止一层的膜。

  全镜面多层镀膜:这是第一流的镀膜。它暗示对所有的镜面都进行多层镀膜,可将光的通过率提高到90~95%!

  谨防冒充“红外夜视千里镜”

  此刻市场上能看到不少镜面反光很强、亮闪闪的红膜千里镜,一些经销商把它们称为“红外线”、“次红外线”、 “红宝石镀膜”等等,还会告诉你这是能在夜间观测的“红外夜视千里镜”。请伴侣们万万不要上当!真正的红外夜视仪是通过领受人眼所不成见的红外线,采用光电管成像,需要用电池才能观测,白日不克不及利用,与千里镜的布局道理完全分歧,价钱也很是高贵,按照它所采用的微光管的档次,价钱至多也得在数千至数万元以至更高(军级)!若是说几十元、几百元就能买到“红外夜视千里镜”,岂非痴人说梦!其实,那种亮闪闪的红膜因对光线反射严峻而使成像亮度大大降低,只要当阳光照射在雪地上使景物变得刺目时,它却是能够阐扬降低亮度的感化。

  若是戴眼镜,该当如何选择双筒千里镜?

  跟着你的眼睛逐步接近目镜,当你正好能看清晰全数视场或看清晰视场中的方针时,你的眼睛与目镜间的距离称为“出瞳距离”。分歧千里镜的出瞳距离分歧,一般在5- 20mm之间。目镜上面的胶皮眼罩就是为了使察看时眼睛处于合适距离、感受舒服而设置的。若是你需要戴着眼睛来旁观双筒千里镜,那么眼睛与目镜之间的距离变大,所以要选择出瞳距离大一些的。

  何种型号双筒千里镜适合星空观测?

  假如你用双筒千里镜来观测星空,那么物镜口径是最环节的,由于它间接决定了千里镜的分辩本事。

  若是你要手持双筒千里镜,则口径选择50或60mm,放大倍数选择7~8倍为佳;若是你打算将双筒千里镜固定在三脚架上利用,那么口径能够增大到70~80mm, 放大倍数则可增大到20倍。

  当然,若是你但愿取得更好的星空观测结果,那么最好仍是选购一架天文千里镜。

  在天文观测的对象中,有的天体有视面,有的没有可分辩的视面;有的亮度极强,有的又极其暗弱;有的活动快速,有的只作周日扭转……八门五花,千差万别。观测者应按照观测方针和目标,选用分歧的千里镜,或采用分歧的方式进行观测。一般说来,普及性的天文观测多属于分析性的,要考虑“一镜多用”。所以在选择天文千里镜时,必然要充实领会它的根基机能目标、次要分类和各自的优错误谬误以及若何准确选购、利用、维护和调养等根基学问。

  提醒:在阅读以下内容之前,最好先“怎选择双筒千里镜”一文,以控制相关的根基学问。

  天文千里镜的根基光学机能目标

  评价一架千里镜的黑白,起首要看它的光学机能,其次看它的机械机能(指向精度与跟踪精度)。

  光学千里镜的光学机能一般用下列目标来权衡:

  1.物镜口径(D)

  千里镜的物镜口径一般指无效口径,也就是通光口径(不是简单指镜头的直径大小),是千里镜聚光本事的次要标记,也决定了千里镜的分辩率(通俗地说,就是看得清看不清)。它是千里镜所有机能参数中的第一要素。千里镜的口径愈大,聚光本事就愈强,愈能观测到更暗弱的天体,看亮天体也更清晰,它反映了千里镜观测天体的能力,因而,快乐喜爱者在经济前提许可的环境下,应尽量选择口径较大的千里镜。

  2.焦距(f)

  千里镜的焦距次要是指物镜的焦距。千里镜光学系统往往由两个无限焦距的系统构成,此中第一个系 统(物镜)的像方核心与第二个系统(目镜)的物方核心相重合。物镜焦距常用f暗示,而目镜焦距常用f暗示。

  好比F700´60天文千里镜的物镜焦距(f)为700mm。目镜PL9的焦距(f)为9mm。

  物镜焦距f是天体摄影时底片比例尺的次要标记。对于统一天体而言,焦距越长,天体在底片上成的像就越大。

  3.相对口径(A)与焦比(1/A)

  相对口径A又称光力,它是千里镜的无效口径D与焦距f之比,即A=D/f。它的倒数(1/A)叫焦比(即 f/D,拍照机上称为光圈数)。例如70060天文千里镜的相对口径A(=60/700)≈1/12,焦比f/D(=700/60)≈11.67。相对口径越大对观测行星、彗星、星系、星云等延长天体越有益,由于它们的成像照度与千里镜的相对口径的平方(A2)成反比;而流星某人造卫星等所谓线形天体的成像照度与相对口径A和无效口径D的积(D2/f)成反比。因而,作天体摄影时,要留意选择合适的A或焦比。

  一般说来,折射千里镜的相对口径都比力小,凡是在1/15~1/20,而反射千里镜的相对口径都比力大,常在1/3.5~1/5。观测有必然视面的天体时,其视面的线大小和f成反比,其面积与f2成反比。象的亮度与收集到的光量成反比,即与D2成反比,和象的面积成反比,即与f2成反比。

  4.放大率(或倍数)(G)

  对目视千里镜而言,放大率(倍数)是观测方针的角度放大率(相当于将方针拉近到倍数分之一)。它等于物镜焦距f和目镜焦距f之比,即放大率(G)=f/f。如70060天文千里镜若利用H20目镜,则放大率为700/20=56´(倍),只需变换目镜,对统一物镜就能够改变千里镜的放大倍数,目镜焦距越短,获得的放大倍数就越大,所以我们看到,要提高放大倍数其实并不坚苦。可是正如我们在“如何选择双筒千里镜”一章中曾经引见的那样,放大倍数越高,成的像就越恍惚并且越不不变。由于天文千里镜和显微镜纷歧样,地面天文观测的结果若何,除仪器的好坏外,还受地球大气的了了度和安好度的影响,受观测地的情况等诸多要素的限制。一般每架天文千里镜都配有几个分歧焦距的目镜,也就是有几个分歧的放大倍率可选用。观测时,毫不是以最大倍率为最佳,而应以观测方针最清晰为准。并且,一架天文千里镜的最大放大倍数也不是能够随便增大的,因为受物镜分辩本事,大气了了度、安好度及千里镜出瞳直径不克不及过小等要素的限制,按照观测方针及大气的现实环境,最大放大率一般节制在物镜口径毫米数的1~2倍。好比70060天文千里镜在大气安好度极好的环境下,其最大无效放大倍率不该跨越2´60=120´(倍),在一般环境下,当放大率跨越物镜口径毫米数的1倍时,成像质量就不太抱负了。

  5.视场角(ω)

  可以或许被千里镜优良成像的天空区域的角直径称为千里镜的视场或视场角(ω)。千里镜的视场往往在设想时已被确定。千里镜的视场与放大率成反比,放大率越大,视场越小。分歧的光学系统、分歧的成像质量(由像差大小而形成)、分歧的口径、分歧的焦距,决定了千里镜分歧的视场的大小(对天体摄影来说,底片或CCD的尺寸也会束缚视场的大小)。反射千里镜的视场最小,一般都小于1度;折射千里镜较大,能达到几度;折反射千里镜的视场最大,能达到十几度以至几十度。

  6.分辩本事

  千里镜的分辩本事由千里镜的分辩角(δ)的倒数(1/δ)来权衡,分辩角凡是以角秒为单元,是指方才能被千里镜分辩开的天球上两发光点之间的角距。对于目视千里镜,按照光的衍射道理可推得千里镜的理论分辩角(相对于人眼最敏感的波长λ=555纳米而言)为:δ”=140/D(mm) (式中D为物镜的无效口径)。

  因为大气安好度与千里镜系统像差等的影响,千里镜的现实分辩角要远比理论分辩角大(较好的千里镜也只能介于0.5到2角秒之间)。

  千里镜的分辩率越高,越能观测到更暗、更多的天体,看到的像也越清晰。所以说,高分辩率是千里镜最主要的机能目标之一。

  7.极限星等(贯穿本事)

  星等是用来暗示天体相对亮度(即晴好气候在地面上观测的亮度,而不是它们的实在亮度)的数值,星等数值越大,亮度越小。例如:太阳约为-26.7等、满月(平均亮度)约为-12.7等、天狼星约为-1.6等、织女星约为0.1等、牛郎星约为0.9等、北极星(小熊座α)约为2.1等……1等星约比6等星亮100倍。在晴朗无月的夜间,若是我们将千里镜指向天顶,所能看到的最暗星的星等,称为千里镜的极限星等(也称贯穿本事)。人眼一般能看见的最暗星等为约为6等,而千里镜能够看见的最暗星等次要是由千里镜的无效口径决定的,口径愈大,看见的星等也就愈高(如50毫米的千里镜可看见10等星,500毫米的千里镜就可看到15等星)。当然,现实上除了千里镜的无效口径外,极限星等还与千里镜物镜的接收系数、大气接收系数和天空布景亮度等诸多要素相关;对于拍照观测,极限星等还与露光时间及底片特征等相关。

  天文千里镜型号中的数字代表什么意义?

  和双筒千里镜分歧的是,天文千里镜型号中并不呈现放大倍数,而代之以物镜的焦距。例如: “70076”暗示该千里镜物镜的焦距为700mm,物镜口径为76mm;“1800150”暗示该千里镜物镜的焦距为1800mm,物镜口径为150mm……也有将口径放在焦距之前来暗示的,如以上两款千里镜也有暗示为“76700”和“1501800”的。不管若何暗示,此中数字较大的阿谁为焦距,数字较小的阿谁为物镜口径,是不容易搞错的。

  天文千里镜的光学系统

  按照物镜布局的分歧,天文千里镜大致能够分为以下三大类:

  1.折射千里镜

  折射千里镜是用透镜作物镜将光线汇聚的系统。世界上第一架天文千里镜就是伽利略制造的折射千里镜,它是采用一块凸透镜作为物镜的,是最简单的一种千里镜。因此有的天文快乐喜爱者买了一块透镜,认为就处理了千里镜的物镜问题。其实,因为玻璃对分歧颜色光线的折射率分歧(导致焦距分歧),会发生严峻的色差,单块透镜成像还会发生较严峻的象差(即“象”与“物”在外形与颜色方面的失真)。举例来说,一颗遥远的恒星在优良千里镜系统中该当成像为一个白色的光点(光点越小其光学系统质量越高,而在劣质千里镜中它会变成一个彩色的光斑——良多人恰好在这一点上具有恍惚概念,举一个线年哈雷彗星回归时,我们亲耳听到一些来我们天文系旁观哈雷彗星的参观者埋怨说,他们在别处千里镜中看到的哈雷彗星是彩色的,而在我们的千里镜中倒是白色的,认为我们的千里镜质量欠好,令他们失望,殊不知,他们恰好是把伪劣与优良弄了个倒置!)。

  因而,此刻正轨的折射(或折反射)天文千里镜的物镜大都由2~4块透镜构成复合透镜,或采用特殊高贵的光学玻璃制造(如美国Meade公司的ED系列),或将更正镜的镜面磨制成较为复杂的非球面(如施密特系统)等,用来尽可能消弭色差与其他像差(但“残存色差”不成能完全消弭)。凡是折射千里镜的相对口径较小,即焦距长,底片比例尺(单元角距离的天体在底片上成像的距离)大,从而分辩率高,比力适合于做天体丈量方面的工作(如丈量恒星的位置、双星的角距等)。当然因为它的相对口径(物镜口径/焦距)较小,星象的亮度(所谓“光力”)会削弱,拍摄暗天体时的曝光时间要添加。

  折射千里镜因为对物镜光学玻璃的材质和制造工艺的要求较高,所以成本较高。因为它的镜身出格长,所以限制了它口径的添加,一般业余用的折射天文千里镜口径最大不跨越220mm,若再要加大口径,成本将无法承受(比拟之下,另两种千里镜的成本要低得多)。但对于小口径千里镜来说,它的制造成本还不算很高,而它的长处是用处较广(既可用于天文观测,也可用来抚玩风光),利用和维护较便利,仍是比力适合于快乐喜爱者选购。

  2.反射千里镜

  反射千里镜的物镜是反射镜,为了消弭像差,一般制成抛物面镜或抛物面镜加双曲面镜构成卡塞格林系统。在这种系统中,天体的光线在进入目镜前只遭到反射,目前反射千里镜在天文观测中的使用已十分普遍。因为镜面材料在光学机能上没有特殊的要求,且没有色差问题,也不需要极长的镜筒,因而,它与折射系统比拟,能够制成大口径的千里镜,也能够利用多镜面拼镶手艺等;而镜面在镀膜后,可获得从紫外到红外波段优良的反射率;因而较适合于进行恒星物理方面的工作(恒星的测光与分光),目前往世界上设想和建筑的大口径千里镜都是采用的反射系统,可惜的是反射千里镜的反射镜面需要按期镀膜,故它在科普千里镜中的使用遭到了限制。

  反射千里镜因为工作核心的分歧又分为牛顿系统、卡塞格林(R—C)系统(如我国最大的2.16米千里镜)和折轴系统等,业余快乐喜爱者利用的反射千里镜多为牛顿系统,从外形上看,它与折射与折反射千里镜最大的分歧是它的观测目镜在千里镜镜筒的前端(如图)。对业余快乐喜爱者来说,其凸起的长处是没有色差且价钱最低。

  因为反射千里镜的反射镜面在观测时是完全敞开在空气中,没有镜筒与物镜等的庇护,所以极易遭到尘埃与空气中氧气等的污染与氧化,需要按期拆卸下来清洗、镀膜与从头安装校准,这对于没有经验的快乐喜爱者来说是相当坚苦的事。别的,反射千里镜因为视场很小(一般都小于1°),因而它只能用于天文观测,不克不及用来抚玩风光等,这就使得反射千里镜的使用遭到了限制。

  所以对观测经验不足的快乐喜爱者来说,我们一般不保举采办反射千里镜

  3.折反射千里镜

  顾名思义是将折射系统与反射系统相连系的一种光学系统,它的物镜既包含透镜又包含反射镜,天体的光线要同时遭到折射和反射。这种系统的特点是便于校正轴外像差。以球面镜为根本,插手恰当的折射透镜(也称“更正镜”),用以校正球差,获得优良的成像质量。按照更正镜外形的分歧,这类千里镜又分为马克苏托夫—卡塞格林系统和施密特—卡塞格林系统(如美国Meade LX200 GPS-SMT千里镜)。因为折反射千里镜具有视场大、光力强、能消弭几种次要像差的长处,适合于观测有视面天体(彗星、星系、弥散星云等),并可进行巡天观测。别的,因为它的光线在镜筒内通过反射走了一个来回,所以与同样焦距的折射千里镜比拟,其镜筒缩短了一半以上,使整架千里镜的体积、份量大大减小,便于照顾进行流动观测。它美中不足的是更正镜很难磨制,所以成本较高,也无法把口径做得很大。但总的来说,因为它优秀的成像质量和简便性、多用处等凸起的长处,很适合天文快乐喜爱者利用

  天文千里镜的机械安装

  因为地球的自转,天空中的所有天体都环绕着地球的自转轴,沿着天球上的赤纬圈作东升西落的周日活动,因而,千里镜所瞄准的天体,很快便会跑出视场,千里镜需经常不竭地调整标的目的,才能一直瞄准方针,这就要求千里镜必需安设在一个能够肆意自在调整标的目的的安装上,这种安装有以下两品种型:

  1.地平式安装

  地安然装是千里镜安装中最简单的一种布局形式,它有两根彼此垂直的扭转轴,一根位于程度面内,叫程度轴(也即高度轴),可将千里镜在±90°的范畴内调理高度;另一根在铅锤标的目的,叫垂直轴(也即方位轴),可将千里镜在0~360°的范畴内调理方位。我们日常平凡所见到的拍照机、片子开麦拉、摄像机所用的三脚架就是这种地平式安装。千里镜镜筒能够环绕两个轴零丁作上下或程度动弹。它的长处是布局简单、紧凑,分量对称,不变性好,造价较低,可架设口径较大的千里镜,圆顶随动节制简单。错误谬误是因为程度与垂直两个动弹标的目的与天体作周日动弹的标的目的都不分歧,所以千里镜在跟踪天体时必需两个轴同时活动,操作比力麻烦;而且持久跟踪时天体的像会在焦平面上扭转,所以不克不及进行长时间曝光拍摄;别的在天顶处有一无法观测的盲区。

  2.赤道式安装

  赤道式安装也有两根彼此垂直的轴,一根轴与地球自转轴平行,也即它和地平面的交角等于本地的地舆纬度,此轴叫赤经轴(或称极轴),它是跟踪轴,即千里镜在跟踪天体时,环绕其动弹。在科普型天文千里镜中,它往往设想成既妙手动又能电动跟踪。千里镜环绕此跟踪轴的转速是24h(小时)转一圈,也即15°/h,或15’/min(分钟),与天体的周日活动转速完全分歧,所以能够实现千里镜同步跟踪天体的周日视活动,并且跟踪时星象在焦平面上不会扭转,所以能够长时间曝光拍摄。另一根轴叫赤纬轴,千里镜绕它动弹时,其指向是沿着与天体的周日活动垂直的标的目的(即赤纬标的目的)变化,在跟踪时,千里镜完全不需要绕它扭转,仅仅在找星时才需要绕它动弹,因而,科普千里镜大多将千里镜设想成仅能绕赤纬轴手动扭转(在专业千里镜中则必需兼具手动与电动两种功能)。赤道式安装的千里镜按布局次要有德国式、英国式、摇篮式、马蹄式与叉式五种(拜见附图),科普天文千里镜采用得最多的是德国式与叉式。

  五种赤道安装

  (a)德国式;(b)英国式;(c)摇篮式;(d)马蹄式(美);(e)叉式(美)

  为了在观测时可以或许较长时间便利地跟踪天体,建议天文快乐喜爱者尽量选用赤道式安装的千里镜。

  天文千里镜的目镜

  当我们领会了天文千里镜的根基光学机能当前,有人可能会只留意了物镜,而轻忽了作为千里镜终端设备之一的目镜,其成果常常使再好的千里镜物镜系统也不克不及充实阐扬其应有的本事,只能望天兴叹。

  目视千里镜系统必需由物镜系统和目镜系统配合构成,目镜的黑白间接影响目视系统的成像质量,出格在分辩天体的细节时,目镜的质量尤为主要。

  天文千里镜目镜的感化为:一,使入射到物镜的平行光从目镜出射时仍为平行光;二,将物镜所成的像放大,这对于观测有视面的天体和近距双星等天体是十分主要的。目镜的品种良多,比力常用的有:惠更斯目镜(用字母H暗示,MH或HM暗示惠更斯目镜的改良型),这类目镜合用于低倍率或中倍率的观测;冉斯登目镜(以字母R暗示,适于用作装有十字丝或标尺的目镜),用在低倍率或中倍率的丈量性观测;凯涅尔目镜(以字母K暗示,是冉斯登目镜的改良型),消弭了冉斯登目镜的色差,这种目镜,视场大,常用在低倍率观测上(如观测彗星或大面积的天体);普罗斯尔目镜(以字母PL暗示,由两组消色差胶合透镜构成),畸变小,视场大,合用于高倍率及投影观测(如对行星或月球概况细节的观测等),一般配备在较高级的天文千里镜中。

  一架天文千里镜应备有多种目镜,才能顺应分歧目标的观测,也才能最大限度地阐扬它应有的感化。曾有如许的环境:某单元从国外订购了一架较好的天文千里镜,只要两个目镜,但仿单中引见它有多种目镜。经扣问,卖方说,因买方订货时设写明。这是一个教训。因而,订购天文千里镜(出格是高档千里镜)时,事前必然要做好充实的查询拜访领会,可能的话,请比力内行的人把关,免得形成差错与失误。

  天文千里镜的寻星镜和导星镜

  天文千里镜的主镜(即物镜与目镜系统)担任观测配角。可是,很多天文观测不是光靠主镜就能全数成功完成的,它也需要助手,这就是寻星镜与导星镜。

  因为天文千里镜主镜的视场一般都比力小,所以要间接在主镜中寻找到观测方针往往很是坚苦(由于在方针附近常常找不到任何能够参照对比的其他天体)。为了能敏捷地搜索到待观测的天体,常常在主镜旁附设一个低倍率、大视场的小型千里镜,它就是寻星镜。寻星镜一股都采用折射式的千里镜。它的光轴与主镜光轴平行,如许才能包管与主镜的方针分歧(天文千里镜出厂时,一般并未校准好此两根光轴的平行,用户需要先用地面方针来校调寻星镜光轴与主镜光轴平行,即先将千里镜主镜瞄准地面上远处的某一小方针,再校调寻星镜的光轴,使该方针也落在寻星镜的核心)。寻星镜物镜的口径一般在50~100mm摆布,视场在30°~50°摆布,放大率在7~20倍摆布,焦平面处装有供定标用的分划板。观测时,先用寻星镜找到待观测的天体,将该天体调到寻星镜的视场地方,这时,它也应出此刻主镜视场地方部门。

  主镜在进行较长时间的观测时,为了及时改正跟踪中的误差,在主镜旁设置一个起监督感化的千里镜, 它就叫导星镜,导星镜的口径、焦距与放大倍数均要比寻星镜大,视场比寻星镜小(观测前同样需要校调导星镜光轴与主镜光轴平行)。如许,当观测方针偏离主镜核心时,在导星镜中就能反映出来,能够及时将它调回视场核心。有些普及型天文千里镜只要寻星镜与导星镜之中的一个。

  天文千里镜的转仪钟

  在“天文千里镜的光学系统与机械安装”一文中,我们曾经晓得千里镜在观测时需要绕着赤经轴(极轴)扭转以跟踪天体的周日活动。为使镜筒主动作跟踪动弹,就需要安装响应的驱动安装,该安装的机械电子系统叫转仪钟。本世纪以前的转仪钟,其动力靠链条式的重锤或发条供给,扭转速度靠离心调速器来节制。此刻转仪钟的动力靠马达带动,速度由天文钟或无线电振荡器来节制。导星是为了填补主动跟踪中所不成避免的误差。

  对于天文普及工作者或天文快乐喜爱者来说,选择天文千里镜最好是要能跟踪天体周日活动的赤道式安装。

  天文千里镜的终端设备

  该当说没有终端探测器的千里镜还称不上是一个完整的千里镜,千里镜的物镜将无限远的天体成像在焦平面上,再通过分歧的终端探测器来接管所需要的信号。现实上人的眼睛就是一个天然的探测器,在天文观测中除了用人眼外,还利用拍照底片、光电光度计、CCD(电荷耦合器件)拍照机、光谱仪等终端来领受和记实消息。对于大部门快乐喜爱者来讲,次要仍是利用拍照底片来进行天文观测。当然,目前已有越来越多的的学校和小我起头利用数码相机和非专业级的CCD领受器(如LPI系统等)来观测与进行数据处置,使得观测与数据处置的程度大大前进了一步。

  天文千里镜的选择(安装、跟踪体例)

  选择天文千里镜时最主要的两条参考根据是价钱与利用目标,即按照需要购买天文千里镜的单元及小我可承受的价钱以及利用目标来确定所选购千里镜的品种、规格与档次。

  本文无法具体会商价钱尺度,仅从利用目标的角度进行一些比力。

  我们曾经晓得天文千里镜按光学系统可分为折射式、反射式与折反射式;按机械安装可分为地平式与赤道式;此刻要告诉你的是:按利用时的安装体例又可分为固定式及便携式两种,而固定便携两用式兼有以上两种的特点。在选用时,请留意以下的引见:

  一、固定式天文千里镜

  固定式天文千里镜一般都装在天文圆顶室或其它观测室内,当安装调试完毕后,一般不再等闲挪动转移。

  1、固定式安装

  固定式天文千里镜的安装不变、靠得住,布局比力复杂,有较高精度地调整极轴使之位于子午面(南北平面)并指向北天极、并能牢靠锁定的布局,以包管千里镜极轴不变地、切确地指向北天极。

  固定式安装所采用机械安装形式最为多样,此中德国式、叉式、地平式都被普遍采用,但一般以德国式比力常用。德国式安装的长处是布局不变、镜筒及领受器的换用较为便利,这些长处在固定式安装中获得充实的阐扬。

  当然,对于一些反射千里镜及折反射千里镜,出格是口径大于500mm大型千里镜,叉式布局仍是很有益的并使用得很普遍的。

  2、固定式千里镜的转仪钟

  固定式千里镜的转仪钟一般精度与主动化程度都相当高。它的传动系统必需不变、靠得住,末级蜗轮(或齿轮)的直径必然要与千里镜的口径相当,且一般要求模数较大、精度较高。选择时应充实留意这一点。千里镜必然有主动跟踪系统,而且赤经、赤纬传动必然有慢动及微动。从靠得住的角度来考虑,快动采用手动比力有益,但跟着计较机手艺的普及,使用计较机寻星及演示时,则要求千里镜的快动必需是电动。因为固定式千里镜的驱动安装不必为电源负荷担心,因而无论是同步电机、直流电机或步进电机驱动系统都被普遍使用。

  3、固定式千里镜的光学系统

  准绳上讲,所有的天文千里镜光学系统都能够用于固定式千里镜中,可是,固定式千里镜的不变性要求高,对于折射千里镜来讲则长处最多。如:

  (1)光轴不变。折射镜镜头装在1个不变的镜框内,长时间利用不会变更。

  (2)透光性不易改变,利用寿命出格长。

  (3)维护、装修比力简单。

  (4)比力宏伟。通俗地讲就足看起来像个大型千里镜。

  (5)划一口径下,由于其没有两头反射的元件而通光量大于反射或折反射千里镜。

  可是,划一口径前提下,折射镜的价钱将是最高的,由于镜筒长,其它的所有构件都要加大,成本就高。此外,镜简长,观测室就得大,添加扶植费用。

  此外,通俗单元采用的折射千里镜的口径不宜太大,一般不跨越200mm。6m的圆顶室内可容纳的折射千里镜的最大口径约为250mm。若要求更大口径,建议采用反射千里镜或折反射千里镜。

  二、便携式天文千里镜

  绝大部门天文快乐喜爱者都但愿具有一台简便健壮、机能优秀、拆装调便利、并且价钱不太高的便携式天文千里镜。因为城市内光污染严峻,要想获得一张高质量的天文照片,必需照顾仪器到农村或山上去(当然有前提者在光污染少的地域成立天文台,安装较大的千里镜又当别论)。

  星迹、黄道光等的拍摄,需要有一座安定的且照顾便利的拍照机或摄像机三角架,一般采办国产的三角架即可,利用任何品牌的135相机或120相机均可,拍照机焦距一般选用28~80mm。

  1、便携式安装

  便携式安装一般采用德国式或叉式两种,脚架采用伸缩式或拆装式,一般以伸缩式较为便利。因为便携式要求简便而不失不变,三角架一般用铝合金制成。为实现不变,三角架的截面要广大,但管壁则不必太厚,三角架的横撑对不变度起着主要的感化。

  (1)德国式安装不只普遍用于小型折射千里镜中,同时也使用于折反射和反射千里镜中。因为相对口径较小的折射千里镜在同样口径的各类千里镜中焦距最长,因此它作为便携式千里镜中一般口径不克不及太大,相对口径在1/12摆布的折射镜一般口径不宜跨越100mm,不然就过于笨重;而对于反射或折反射千里镜则当别论,拿短镜筒的折反射千里镜来说,以至可将便携式千里镜的口径做到300mm(当然,300mm口径的便携式千里镜一般都须有两人以上拆装)。德国式安装对于业余观测者来讲,最大的益处在于能够按照拍摄天体对象的分歧,“随心所欲”地改换分歧的镜筒和领受器。

  (2)叉式安装一般仅用于折反射千里镜。因为这种安装没有笨重的均衡锤,因而在划一口径的千里镜中自重较轻,再加上赤纬系统有两个固定点,赤经传动系统的末级也可做得较大而十分不变,精度也比力容易做得高,因而叉式安装在便携式千里镜中十分主要,为良多业余观测者所青睐。

  不外,叉式布局最大的错误谬误是不克不及肆意互换镜筒及领受器,均衡问题较难处理。

  2.便携式千里镜的转仪钟

  便携式千里镜的转仪钟设想中一般须考虑分量与精度的婚配,有时为了减轻分量而不得不降低一些精度。一般来讲,便携式千里镜的跟踪精度不及固定式的高,末级蜗轮(或齿轮)也小于固定式。便携式千里镜的如要长时间曝光拍摄,需靠不断地导星来提高拍摄精度。

  对于电机选用,小功率的直流电机、步进电机及同步电机都在可选范畴。因为便携式千里镜经常要在没有市电供应的处所观测,电池或蓄电池供电的将作为首选。

  便携式千里镜的转仪钟一般仅有“恒动”(即与天体周日活动同步的跟踪动弹)为电动,其余快、慢、微动均为手动,但具备慢、微电动的转仪钟,将会对拍摄时的导星带来良多便利之处。近来,单片机节制的小型转仪钟节制器已问世,这对于寻星及导星带来很大的便利。例如美国Meade LX200 GPS-SMT千里镜(固定与便携两用式),与全球定位系统(GPS)联网,实现定位、校准、寻星、跟踪的全主动节制,将千里镜的节制提高到世界顶级程度(详见“相关文章”中“美国Meade LX200 GPS-SMT千里镜简介”一文)

  天文千里镜的维护与调养

  天文千里镜是细密仪器,维护的黑白间接影响到千里镜的利用和寿命,故必必要专人利用、专人保管,非专业人士不要等闲拆卸与补缀。

  1、光学系统的维护

  (1) 包管千里镜放置在通风、干燥、干净的处所;所有的目镜、棱镜、二次成像镜及其它小的光学零附件,晦气用时应放入带干燥剂的干燥箱或干燥缸内,同时要时常留意改换新的干燥剂。在雨雪天、风沙、湿度大(跨越85%)的气候均不要利用千里镜,也不要打开物镜盖,出格是对于无密封窗的反射千里镜,灰沙是最大的敌害。在南方的霉旱季节可将镜筒两端用不透气的塑料袋扎紧,内部放置袋装的干燥剂(不要接触镜头),并留意经常替代新的干燥剂,以连结物镜的干燥。

  (2) 光学镜面上若有尘埃等脏物,使用吹耳球悄悄吹去,不克不及用嘴吹,免得唾沫溅到镜面上;也万万不要用布和硬毛刷去擦拭,免得损坏镀膜层与镜面;光学镜面上万万不要用手去摸,留下的指印往往会侵蚀镜面而形成永世性踪迹。若一旦不慎留下指印须尽快清擦,该当用无水乙醇和乙醚各50%的夹杂液滴在清洁的脱脂纱布上,从镜面核心按顺时针或逆时针标的目的悄悄地向镜面边缘转擦(只能向一个标的目的轻擦,不克不及来回擦),并不竭改换脱脂棉球,直到擦净为止。千里镜镜面除日常平凡留意庇护外,应不按期的进行洁净,对透镜切勿利用无机溶剂,免得损坏增透膜;对镀铝反射镜面,尽量不要擦拭,免得铝膜受损或零落。

  (3)便携式千里镜尽量不要在雾气很重的丛林边、水边及海边观测,若必不得已必需观测的话,观测完后应尽快按上述方式擦拭一遍。

  (4)反射千里镜的反射镜面应按期(一般环境下1~3年)进行镀膜,以包管反射镜面具有优良的反射率。

  大型与高档千里镜的维护与调养最好请天文单元的专业人员协助进行。

  2、转仪钟的维护

  (1)千里镜的机械及跟踪系统是属于高精度的传动系统,但因为其转速较慢,一般不需要经常维护,只是要按照仿单的要求,不要过载利用并按期插手同样型号的润滑油(脂);若润滑油(脂)的型号分歧,请将本来的润滑油(脂)用火油等清洗清洁后再插手新的润滑油(脂),留意万万不要将分歧类型的润滑油(脂)夹杂利用。有前提的单元或小我,如能在利用几年后,请专业人员从头清洗、加油、调整,将是十分无益的。

  (2)千里镜的节制系统应不按期的进行查抄,利用时应严酷按照仿单的要求操作,日常平凡应防止水滴、水汽、异物进入电路部门,电池持久不消应取出保留好。

  3、电控系统的维护

  千里镜的电控系统因型号、功能的分歧而不同甚大,但利用维护的留意点根基不异:

  (1)查抄输入的交换电压能否和千里镜的额定电压不异,利用直流电源时也应留意电池组或蓄电池的额定电压能否与千里镜电控要求分歧。

  (2)在大功率驱动电路中,请留意大功率管的散热片不要相碰短路,免得烧坏管子。

  (3)所有电源或电控线不要硬拉和随便交叉,免得断路。

(责任编辑:admin)
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