不會選購天文望遠鏡?這些知識點對你有幫助

2020-12-02 科學塢

很多小夥伴可能都想擁有一架天文望遠鏡吧,我作為一個物理系畢光學專業的畢業生,也是天文愛好者,幫自己也幫朋友選過多款天文望遠鏡,這裡就專門挑重點撰文,給大家介紹一下天文望遠鏡選購中的一些具體參數和注意事項。

這些天文望遠鏡的光學參數您需要了解

物鏡口徑(D)為王在經濟條件允許的情況下,儘量選擇大口徑的望遠鏡。這是因為望遠鏡的口徑,基本上決定瞭望遠鏡的解析度和極限星等。

解析度是指望遠鏡分辨影像細節的能力。望遠鏡的口徑越大,聚光的本領就越強,越能觀測到更暗、更多的天體,看亮天體也更清楚。

極限星等是指望遠鏡可以看到的最暗星等。口徑越大,看見的星等也就越高,當然極限星等還與望遠鏡物鏡的吸收係數、大氣吸收細說和天空背景量度等諸多因素有關。

選擇合適的焦距、焦比物鏡焦距f是天體攝影時底片比例尺的主要標誌。對於同一天體來說,焦距越長天體在底片上成的像越大。所成圖像的尺寸也就越大,比例尺也就越大。

焦比=焦距毫米數/口徑毫米數。比如我手裡80/400折射鏡,其焦比就是f5。如果口徑不變,則物鏡焦距越長,焦比越大,更容易得到高倍率;物鏡焦距越短,則焦比越小,不容易得到更高的倍率,但影像更亮,視野更大。

1、短焦距鏡(小焦比,焦比<=6):適合觀測星雲、尋找彗星;

2、長焦距鏡(大焦比,焦比>15):適合觀測月亮和行星;

3、中焦距鏡(中焦比, 6<;焦比<=15):適合觀測雙星、聚星、變星和星團,更可以兩頭兼顧,很適合初學者。

選擇合適的放大倍數放大倍數=物鏡焦距毫米數/目鏡焦距毫米數。還是以我自己的80/400折射鏡為例,使用PL25mm目鏡,放大倍數=物鏡焦距400mm目鏡焦距25mm=16倍。一般來說,當放大倍數超過物鏡口徑毫米數的1倍時,成像質量就不太理想了。

視場角的大小心裡要有數視場角就是望遠鏡成像的天空區域在觀測者眼中所張的角度。放大倍數越大,視場越小。望遠鏡的視場角在設計的時候就已經被確定。

選擇適合您的光學系統

天文望遠鏡常見的光學系統有,其一是折射鏡;其二是反射鏡;其三是折返鏡。這三種光學系統各有優缺點。

折射鏡的優點是,小口徑的折射鏡用途廣泛不僅可以用來觀星也可以用來看景、便於攜帶;其主要缺點是,折射鏡對於物鏡光學玻璃的材質和製作工藝要求很高,導致成本比較高,限制了折射鏡的口徑增加。

反射鏡的優點是,沒有色差而且成本又很低,還是很適合業餘愛好者選購的高性能望遠鏡;不過它的缺點也很明顯,由於反射鏡在觀測時是完全敞開在空氣中,沒有鏡筒與物鏡等的保護,所以非常容易受到塵埃與水蒸氣等的汙染與氧化,需要定期拆卸、清洗、鍍膜與重新安裝校準。這對於沒有多少經驗的天文愛好者來說是相當困難的事。

另外,由於反射鏡的視場都很小(一般小於1度),所以這種望遠鏡只能用於天文觀測,不能用於看風光和演唱會。這就使得反射望遠鏡的應用受到了限制。

所以對觀測經驗不多的天文愛好者來說,我一般不推薦購買反射望遠鏡。

折返鏡的優點主要是有視場大、光力強、能消除集中主要像差,適合於觀測有視面的天體(彗星、星系、彌散星雲等),並可以進行巡天觀測。

由於折返鏡的光路在鏡筒內通過反射走了一個來回,所以與同樣焦距的折射望遠鏡相比,它的鏡筒縮短了一半以上,使整個望遠鏡的體積、重量大大減小,便於攜帶,可以進行流動觀測。

但這種望遠鏡的最大缺點是它的改正鏡磨製困難,所以成本也比較高,也不能把口徑做得太大。

總體上說,這種望遠鏡擁有優良的成像質量和輕便性、多用途等突出的優點,也是比較適合天文愛好者的。

選擇經緯儀還是赤道儀?

由於地球在自轉,所以望遠鏡需要經常不斷滴調整方向,才能始終對準目標,這就要求望遠鏡必須安裝在一個可以任意自由調整方向的裝置上,這種裝置叫做天文望遠鏡的支架機構,常見的支架主要有兩種類型:赤道式、經緯式。

經緯儀的優點是結構簡單、緊湊,結構對稱,穩定性好,成本低,可以架設大口徑的望遠鏡,控制簡單。缺點是,一、不能進行長時間的曝光拍攝;二、外在天頂處有盲區;三、操作比較麻煩。

赤道儀是天文愛好者大多會選擇的裝置,這種裝置即能手動跟蹤又能電動跟蹤。為了在觀測時能夠較長時間方便地跟蹤天體,建議天文愛好者儘量選用帶電跟的赤道儀裝置的望遠鏡,就是價格上優點貴。

改進型經緯儀是在赤道儀的基礎上,更進了一步,通過手控器控制精密馬達,來尋找天體目標,找到目標後能自動跟蹤。

合理搭配目鏡

天文望遠鏡是由物鏡和目鏡共同組成的光學系統,所以目鏡的好壞直接影響著目視系統的成像質量,特別在倍數比較高的時候,目鏡的質量非常重要。

根據目鏡的工作原理:將平行光從物鏡攝入後,目鏡射出時仍然為平行光,並將物鏡所成的像放大。這對於觀測近距離的雙星或者是有視面的天體非常重要。

一架望遠鏡需要配備多種目鏡,來適應不同的觀測需求,才能最大程度地發揮望遠鏡的作用。

尋星鏡不是必備

顧名思義,尋星鏡是輔助尋星的工具,它通常是一個視野更大的折射式望遠鏡,成倒像。在實際使用過程中,需要先校正尋星鏡和主鏡的光軸嚴格平行,這點的操作難度還是很大的。

從尋星鏡使用的角度來看,那些焦比不大的望遠鏡(f<6)的情況下,尋星鏡不是必備品。但是那些用來觀看行星細節的中長焦比的望遠鏡,配備尋星鏡就是很有必要。

天文望遠鏡的終端設備

可以說,我們的眼睛就是望遠鏡的終端設備,眼睛接收到來自望遠鏡的光線,然後在我們的大腦裡合成圖像。

在天文觀測中,除了用人眼外還可以使用照相底片、光電光度計、CCD相機、光譜儀等終端來接收和記錄信息。

全文總結

看到這裡的小夥伴,應該在選購天文望遠鏡之前對望遠鏡的一些基本參數有了一定的了解了吧。這裡再最後強調兩件事:

第一,在對於口徑比較小(8英寸以下)的天文望遠鏡我們國內的一些大品牌,質量都是非常好的,國外很多品牌的小口徑天文望遠鏡都是國產貼牌。所以如果您資金不多,可以放心購買國產品牌。

第二,前面沒有強調這裡我特意說一下,不要在三腳架上省錢,一個做功紮實底盤穩固的鋼架非常重要。如果您不希望看到的星星是視場裡跳動的螢火蟲,那麼就一定要買好的。跟選擇合適的光學系統一樣重要。

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