天文望远镜的目镜种类与结构.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑天文望远镜的目镜种类与结构 天文望远镜的目镜种类与布局 1， 惠更斯目镜 荷兰科学家惠更斯于1703年设计，有两片平凸透镜组成，前面为场镜，后面为接目镜，他们的凸面都朝向物镜一端，场镜的焦距一般是接目镜的2-3倍，镜片间距是它们焦距之和的一半惠更斯目镜视场约为25-40度过去，惠更斯目镜是小型折射镜的首选，但随着望远镜光力的增大，其视场小，反差低，色差，球差场曲明显的缺点逐步暴露出来，所以目前这种布局一般为显微镜的目镜采用焦距: 8mm ~ 25mm, 出瞳距离5~10 mm，视场25~40度 接目镜的放大倍率 k=250mm/f mm 2，冉斯登目镜 于1783年设计告成，也是两片两组布局，由凸面相对，焦距一致的两个平凸透镜组成间距为两者焦距和的2/3-3/4，其色差略大，场曲显著减小，视场约为30-45度，目前已很少采用焦距: 4mm ~ 30mm, 出瞳距离0~ 5 mm，视场25~40度 3,凯尔纳目镜 是在冉斯登目镜的根基上进展而来，展现于1849年，主要提升是将单片的接目镜改为双胶合消色差透镜，大大改善了对色差和边缘像质的改善，视场达成40-50度，低倍时有着舒适的出瞳距离，所以目前在一些中低倍望远镜中广泛应用，但是在高倍时表现欠佳。

另外，凯尔纳目镜的场镜靠近焦平面，这样场镜上的灰尘便轻易成像，影响观测，所以要更加留神清洁美国一家公司在凯尔纳目镜的根基上进一步提升，研制出了RKE目镜，其边缘像质要好于经典布局焦距: 6mm ~ 25mm, 出瞳距离5~14 mm，视场40~52度 4，普罗素目镜 又称为对称目镜由完全一致的两组双胶合消色差透镜组成，其参数表现与OL目镜相当，但具有更大的出瞳距离和视场，造价更低，而且适用于全体的放大倍率， 是目前应用最为广泛的目镜，曾派生出多种提升型焦距: 3mm ~ 55mm, 出瞳距离5~46 mm，视场42~52度 5，阿贝无畸变目镜(简称OR目镜) 1880年由德国蔡司公司创始人之一的阿贝设计，为四片两组布局，其中场镜为三胶合透镜，接目镜为平凸透镜，该目镜告成的操纵了色差和球差，并把鬼像和场曲降低到难以觉察的程度，它还具有40-50度的平坦视场和足够的出瞳距离，在各倍率都有良好表现，一向被广泛采用焦距: 4mm ~ 34mm, 出瞳距离5~27 mm，视场40~45度 6，爱勒弗广角目镜 1917年研制告成，是特意为需要大视场的军用望远镜设计，是其后全体广角目镜的鼻祖，布局为5片三组，视场高达60-75度。

分外适合观测深空天体，由于边缘存在像散，所以不太适合高倍设计，其在低倍时的表现是分外卓越的焦距: 16mm ~ 40mm, 出瞳距离5~15 mm，视场60~70 度 7，Nagler目镜 一种于1979年由美国人设计的高档目镜，有着82度的惊人视场，优质的边缘像质和舒适的出瞳距离，以及繁杂的布局和振奋的价格，和超过一公斤的重量焦距: 5mm ~ 30mm, 出瞳距离10~18 mm，视场70~80度 目镜 在目视光学仪器中用于查看物体被物镜所成像的透镜组称为目镜目镜的作用与放大镜相当，但作为仪器的组成片面，它所能采纳的光束已被物镜的像方光束所限定，因此眼睛瞳孔的位置也随之限定，确定要置于仪器出射光瞳处，才能看到全部视场仪器的出射光瞳一般位于目镜像方焦点以外与之很靠近的地方，目镜结果一面至出射光瞳的距离称为出瞳距离，或称镜目距，它大致等于目镜的像方顶焦距，是选用目镜时的一个重要参量，这个数值应 大于6～8毫米明视距离250mm,设目镜的焦距为，那么放大率为,放大率一般在5～ 20倍之间，故焦距最多也不过几十毫米，属于中短焦距一类透镜组此外，目镜的相对孔径较小而视场较大，所以球差和轴向色差一般不是关键问题，而应着重于校正轴外像差，主要是垂轴色差、彗差和像散（见像散和像面弯曲）。

由于眼睛有调理功能，对像面弯曲可以放宽要求 最简朴和常用的两种目镜是惠更斯目镜和冉斯登目镜，它们都是由两片平凸透镜组成的 1惠更斯目镜，其两透镜的凸面均朝向物镜,如图5a ○ 两透镜间的距离 等于焦距平均值，即这是为消释垂轴色差务必得志的条 件；但由于目镜物方焦点F不能位于目镜外面，无法在物方焦面上设置分划板，因此惠更斯目镜只用于查看系统，如生物显微镜 2冉斯登目镜，其两块透镜凸面相对，如图5b ○ 两透镜间的距离比消色差条件 ,所要求的小得多,其优点是目镜物方焦点 位于目镜外面，可以在焦面上设置分划板，使目镜适用于瞄准、测量等系统；缺点是垂轴色差的校正不像惠更斯目镜那样好，但其他像差的校正并不比惠更斯目镜差上述两种目镜，视场可以到2＝30～50 其他较常用的目镜有图6[ 几种常用的目镜 ]所示的几种形式： ①开尔纳目镜，它是在冉斯登目镜的根基上，把接目镜改为双胶合组组成，以达成校正垂轴色差的目的，视场可达45； ②普罗素目镜,对称型目镜，由两个消色差的胶合组组成，其间隔大或小都不影响垂轴色差的校正，因而可以无限靠近，故镜目距可大到焦距的75％,视场约为40～45； ③阿贝无畸变目镜,因畸变比一般目镜小而得名；镜目距甚大,可达焦距的80％,适合于作高倍率目镜，视场约为45； ④爱尔弗目镜，是一种大视场目镜，视场角可达60～70。

显微镜物镜 显微镜物镜是显微镜中对微细物体成首次放大像的透镜组显微镜用于查看、研究或摄影记录极微小的物体及其布局，因此首要的问题是要对物体的微细布局有足够的辨识才能显微镜的辨识才干由物镜抉择，有如下关系 式中，物方媒质折射率与光束孔径角 正弦sin 之乘积称为物镜的数值孔径，记作，它是显微物镜的一个最重要的性能参量；为波长；是显微物镜刚能辨识开的物面上两点间最小距离,越小,辨识才干越高所以,显微镜物镜为达成高的辨识才干，务必有尽可能大的数值孔径,显微镜的总放大率是物镜垂轴放大率（简称物镜倍率）和目镜放大率的乘积,它与物镜的数值孔径之间应有恰当的比例关系装有小数值孔径物镜的显微镜，即使放大率很大也无济于事，由于物镜辨识才干低，属无效放大；而装有大数值孔径物镜的显微镜，若总放大率过低，那么物体细节不能被眼睛所辨识而发挥不了物镜的高辨识作用显微镜总放大率与物镜数值孔径之间的恰当关系应为500││1000 根据各种不同标本的查看需要，显微镜需配备一套具有不同数值孔径和倍率的物镜物镜的倍率自然也是与数值孔径相匹配的，通常将二者标志于物镜的镜筒上，例如40×0.65表示倍率为40倍，数值孔径为0.65的物镜。

显微镜物镜的视场一般讲是对比小的，是一个大孔径小视场的透镜组，至少理应校正好球差、轴向色差和得志正弦条件按此要求设计的物镜称为消色差物镜图7[消色差显微镜物 镜] 所示是这种物镜的根本类型a是低倍物镜，＝5,＝0.1；b是中倍物镜，＝10，＝0.25；c是高倍物镜,＝40,＝0.65,d是浸液物镜,＝100,＝1.25 消色差物镜的主要缺乏之处是二级光谱对整个视场像质的影响和像散及像面弯曲对视场外围片面像质的影响在消色差物镜的根基上校正二级光谱、使三种色光消去轴向色差的物镜称为复消色差物镜，这种物镜需凭借于特种光学材料才能设计制造出来改善视场外围像质，即采用弯月形厚透镜以进一步校正犹如散和像面弯曲的物镜称为平场消色差物镜，这种物镜是显微摄影和显微投影所需要的假设既校正二级光谱又改善视场外围像质，那么得到平场复消色差物镜，这是一种质量特别完备的显微镜物镜与消色差物镜相比，复消色差物镜和平场消色差物镜的布局要繁杂得多，而平场复消色差物镜的布局那么更为繁杂 望远镜物镜 望远镜物镜是望远镜系统中把无限远物体成像于其焦平面上的一个透镜组在无透镜转像系统的简朴望远镜中，物镜的这一像面与目镜的物方焦平面重合，眼睛通过目镜查看这一物体的中间像。

望远镜物镜的主要性能参量是焦距、相对孔径和视场角望远镜的放大率是物镜焦距与目镜焦距 之比，而望远镜的镜筒长度是与之和，故物镜的焦距是抉择望远镜放大率和筒长的一个重要参量物镜相对孔径/是望远镜入射光瞳直径与物镜焦距之比，一般不大于1:3望远镜物镜半视场角与目镜半视场角之间的关系为tg＝tg/，目镜视场角2一般为40～50，设望远镜放大率为 4～6，那么物镜视场角2不大于10所以一般讲,望远镜物镜是属于中等孔径和小视场一类的透镜组，只要对其校正轴向色差、球差和得志正弦条件即可由于相对孔径不大，用单个镜组就能承受光线的偏角而不致于有大的剩余带球差常用的布局形式有双胶合组、双分开组和三分开组，如图 8[常用的望远镜物镜]双分开组可使剩余带球差很小,甚至能对两个孔径带消球差,可以做到比双胶合组大的相对孔径；三分开组能使球差的色变化有所改善 — 8 —。