存档

2009年5月 的存档

牛顿反射望远镜(Newtonian telescope)

2009年5月21日
评论关闭

牛顿反射望远镜采用抛物面镜作为主镜,光进入镜筒的底端,然后折回开口处的第二反射镜(平面的对角反射镜),再次改变方向进入目镜焦平面。
目镜为便于观察,被安置靠近望远镜镜筒顶部的侧方。

20070425170911q

牛顿反射望远镜用平面镜替换昂贵笨重的透镜收集和聚焦光线,从而使您的每一分钱提供更加多的光线会集的力量。

牛顿反射望远镜系统使您能拥有焦距长达1000mm而仍然相对地紧凑和便携的望远镜。
因为主镜被暴露在空气和尘土中,牛顿反射器望远镜要求更多维护与保养。
然而,这个小缺点不阻碍这个类型望远镜的大众化,对于那些想要一台价格经济,但仍然可以解决观测微弱,遥远的目标的用户来说,牛顿反射望远镜是一个理想的选择。

由于光学系统的原理,牛顿望远镜的成像是一个倒像,倒像并不影响天文观测,因此牛顿反射望远镜是天文学使用的最佳选择。通过正像镜等附加镜头,可以将图像校正过来,但会降低成像质量。

牛顿反射望远镜优势:
●  和折射和折反望远镜,同样口径成本最低,因为大口径的反射镜比透镜的生产成本低很多。
●  紧凑合理,便携性好,焦距可达1000mm以上
●  由于焦比普遍较短(f/4到f/8),更容易的获得较大的视野,具有较好的微弱深空天体观测性能,例如遥远的星系、星云和星团(但不是很方便,难度大于折反望远镜)
●  长焦距的牛顿式望远镜可以获得卓越的行星外观,具有较好的月球和行星的观测性能
●  由于采用反射镜作为主镜,无色差 
●  由于光线无须穿透物镜(它只从镜子的表面反射),所以不需要特别的玻璃材料,只需要能掌握住正确的反射面形状,且只需要处理一个表面(折射镜通常需要处理四个表面),因此非常适合非专业人士自制DIY。
●  目镜的位置在望远镜统前端,与短焦比结合可以使用短而紧凑的架台系统,减少费用和增加便利性。

牛顿反射望远镜缺点:
●  一般不适合地面应用
●  容易产生彗形像差,造成影样偏离轴心扩散的变形现象。这种扩散在光轴上为零,随着镜子的视域呈线性的增加,也与焦距除以口径的商(焦比)的平方反比来扩散。
通常在焦比大于f/6的系统,彗形像差已经可以忽略掉,不会影响目视或摄影的结果。
焦比小于f/4的系统,虽然不能忽视彗形像差,但可以借由广视野和低倍率成像来避免。
透镜也可以用在修正牛顿主镜的彗形像差上,让影像恢复原有的明锐(所谓的“施密特-牛顿式”)。
●  由于第二反射镜在光路的中间,会遮蔽掉部分的光线,支撑结构还会造成衍射形成所谓的“蜘蛛网”,并且降低对比(相对折射望远镜略有光线损失)。使用二或三支脚的支撑可以减少视觉上的“蜘蛛网”。减少衍射的肩峰值强度更可以以四的因次有效的增强对比,但圆形的“蜘蛛网”通常是因支撑不稳,而由风造成摆动形成的惩罚。虽然四只脚的支撑能比三只脚更有效的消除“蜘蛛网”,但三支脚造成的“蜘蛛网”会给人一种审美上的良好观感。
●  牛顿反射望远镜的校准是个问题。主镜和次镜的准直性会因为运输和操作时的震动而偏离,这意味着望远镜可能在每次使用前都需要校准。

望远镜 ,

施密特-卡塞格林望远镜(Schmidt-Cassegrain telescope)

2009年5月21日
评论关闭

施密特-卡塞格林望远镜(Schmidt-Cassegrain)属于折反射(Catadioptrics)类别。

施-卡望远镜的设计是以伯恩哈德·施密特的施密特摄星仪为基础:
使用球面镜做主镜(沿袭施密特摄星仪的设计)
以施密特修正板来改正球面像差
承袭卡塞格林的设计,以凸面镜做次镜,将光线反射穿过主镜中心的孔洞,汇聚在主镜后方的焦平面上(有些设计会在焦平面的附近增加其他的光学元件,例如平场镜)。

施密特-卡塞格林在制造商提供给消费者的望远镜上非常普遍,因为球面的光学表面不仅比长焦距的折射式望远镜容易制做。虽然这类望远镜比同口径的反射式望远镜价格要更昂贵,但是由于紧密的光学设计使它在依订设计的口径之内很容易携带,使它在严谨细致的天文爱好者中更受青睐,已经成为目前主流的业余高端天象观测仪器。高的焦比意味着它不同于前身的施密特摄星仪,不是一架广角的望远镜,但是它狭窄的视野很适合观测行星和深空天体。

美国制Celestron星特朗C9.25施密特-卡塞格林式望远镜它有许多的变形(双球面镜、双非球面镜、或球面镜与非球面镜各一),可以被区分为两种主要的设计形式:紧密的和非紧密的。在紧密的设计中,修正板靠近或就在主镜的焦点上;非紧密的修正板则靠近或就在主镜的曲率中心上(焦距的两倍距离)。紧密设计的典型例子就是Celestron和Meade的产品,结合一个坚固的主镜和小而曲率大的次镜。这样虽然牺牲了视野的广度,但可以让镜筒缩成很短。多数紧密设计的Celestron和Meade的主镜焦比是f/2,而次镜是负f/5,产生的系统焦比是f/10。须要提出的例外是Celestron的C-9.25,主镜的焦比是f/2.3,次镜的焦比是f/4.3,结果是镜筒比一般紧密型的要长,而视野比较平坦。

非紧密的设计让修正板靠近或就在主镜的曲率中心上,一种非常好的施密特-卡塞格林设计例子是同心,就是让所有镜面的曲率中心都在一个点上:主镜的曲率中心。在光学上,非紧密型的设计比紧密形的能产生较好的平场和变型的修正,但镜筒在长度上却有所增加。

在施密特-卡塞格伦系统,光通过薄的非球面校正透镜进入镜筒,然后接触球面主镜。
被球面主镜反射的光线折回镜筒开口中部的第二反射镜,然后再次被第二反射镜反射,光线通过镜筒内部中间的管子聚集在目镜形成图象。
20070425170940r

在世界各地被销售在3。5”以上的口径的望远镜,折反望远镜是现代应用最普遍和最多的光学设计。

折反望远镜结合透镜和镜子的优点并消灭他们的缺点,可以同时提供折射型望远镜的高清晰和对比,以及反射型望远镜的低色差。

折反望远镜的平均焦比f/10,因此大多类型足够满足摄影需要。
因为所有光学元件都被牢固的安装和校准,他们也是更加容易维护。
折反望远镜提供了聚光力、长焦距、便携和经济性的最好组合。

施密特-卡塞格林优点:
●  最佳全能望远镜设计
●  结合反射镜和光学透镜双方优势并同时消除其弊端
●  优良光学影像,高锐度和较开阔的视场
●  优秀的深空天文观测性能
●  很好的月球、行星和双星观测性能
●  优秀的摄影和地面观景性能
●  焦比一般约为f/10
●  封闭设计降低空气气流对图像的扰动
●  非常紧凑和便携
●  使用方便
●  耐用和几乎无需维修
●  相对同等口径折射望远镜,大口径时具有更合理成本
●  最多才多艺型望远镜
●  比其他类型的望远镜有更多配件
●  在所有望远镜类型中近焦能力最好

施密特-卡塞格林望远镜缺点:
●  比同等口径的牛顿反射镜更昂贵
●  由于第二反射镜的遮挡,相对折射望远镜略有光线损失

望远镜 ,

马克苏托夫-卡塞格林望远镜(Maksutov-Cassegrain telescope)

2009年5月20日
评论关闭

马卡苏托夫-卡塞格林望远镜属于折反类型,它和施密特-卡塞格林具有相似的优点处和缺点。

马-卡望远镜使用一个厚实的有很大曲率的半月型改正透镜,和一个第二反射镜(第二反射镜者通常是改正透镜上的一个镀铝的圆点),马卡苏托夫望远镜一个典型的特点是第二反射镜非常小,因此相对施密特望远镜而言,马卡苏托夫望远镜行星观测的性能更好。

马卡苏托夫-卡塞格林望远镜优点(与施密特-卡塞格伦比较) :
●  较小的第二反射镜遮挡,因此观测行星对比度和细节略有增加
●  制造更便宜
●  长焦距,可以获得较高的放大倍率用于观测行星

马卡苏托夫-卡塞格林望远镜缺点(与施密特-卡塞格伦比较) :
●  由于使用了厚重的半月校正透镜,重量略重
●  超过90mm口径,达到热稳定的时间将增加
●  焦距长度较长导致较小视场。

马克苏托夫—卡塞格林光学系统 示意图:

20070425170720t

 

如果由一块弯月纠正镜、两块球面反射镜(副镜、主镜)组成,即为“三片式马-卡”,常见型号有BOSMA 150/1800马卡;

s1

如果副镜是在弯月纠正镜的一面,通过金属镀膜形成的球面反射镜,则为两片式马-卡,常见型号有MEADE ETX-90PE。

x1_6109f1429a67c1069bfec66e45a4ceef

望远镜 ,