邹城一中 天文爱好者系列之 星空观测6天文望远镜入门知识.doc

邹城一中 天文爱好者 系列 之 星空观测第 6 步：认识观测工具——天文望远镜入门知识天文望远镜入门知识1、望远镜基础    有两种主要类型的望远镜：折射镜用透镜来收集并汇聚光线，反射镜用反射镜收集光线要选择好合适的望远镜，首先要了解两种望远镜的相对优缺点    衡量望远镜的好坏，不用放大倍数，而用口径，也就是主透镜或主反射镜的直径当人们说“小”望远镜时，他们指的是望远镜的口径小口径决定了望远镜能收集多少光线，收集的光线越多，你所能看到的也越多因此，不管是折射镜还是反射镜，口径越大威力就越强    最小的望远镜（口径50-80毫米）一般都是折射镜，更大口径的望远镜一般是反射镜，因为大口径的反射镜比折射镜造价要便宜一些    通过50-60毫米的最小的折射望远镜，可以看见月面的环形山和深色低洼的“月海”，土星的光环，木星的云带和四颗主要的卫星，一些双星，以及各种星云、星系如果使用更大的望远镜，可以看到更暗的天体和更多的细节    尽管小折射望远镜可以作为第一步购买计划的理想选择，但这里要提一点非常重要的警告很多廉价的折射望远镜要么粗制滥造，要么性能与价格不符，在最糟糕的情况下，望远镜在天文观测上可能毫无用处，尽管它们的外观相当漂亮。

不幸的是一些大商店也卖光学质量很差的望远镜单透镜的主要缺点是在目标的边缘会产生多余的颜色，这称为色差改正了色差的透镜称为消色差透镜，尽管光凭这一点不能保证其性能一定优越，但选望远镜时这一点是值得考虑的反射望远镜没有色差 2、选什么    如有可能，在购买小折射望远镜之前对其作如下检查：从主镜一端往镜筒内看，在离主镜不远的地方是否有一个光圈（中间有一个洞的圆盘，注意不要和光阑混淆，光阑是镜筒内逐渐缩小的一组圆环，用途是消除镜筒内壁的杂散光）光圈是用来提高图象清晰度的，就象照相机中的小光圈但不幸的是这会严重减小望远镜的有效口径，使图象亮度降低实际上用这种望远镜不会比你用肉眼看的更多如果他们宣称使用了全口径，那他们在作欺骗性的广告在夜间观测月亮其边缘应清晰，不能有各种多余的颜色观测应确保在户外进行，不能透过窗户观测，不管窗户是关着的还是开着的如果望远镜不能通过上述任何一项测试，那么别买它，如果买了也要退掉 3、放大倍数    望远镜的放大倍数还依赖于目镜买望远镜时通常可以选择低倍、中倍和高倍目镜不要因为看了广告中小望远镜可以有好几百倍的放大率而兴奋太高的放大率只会使你看到的更少而不是更多，因为过分放大的图象将会变得昏暗而且不清晰。

    有一个规律是望远镜的最高放大率可以取以毫米表示的望远镜口径的两倍当然如果望远镜的有效口径被光圈减小，那最大的可用放大率也要相应减小    大气本身限制了我们可以使用的最高的放大率，因为空气使恒星和行星的图象变得不稳定，这称为大气宁静度不管你有多大的望远镜，在普通的地面观测点最大的可用放大率是300倍放大率再高，目镜只会放大大气的变形效果，产生一个没用的“沸腾”的图象望远镜和照相机一样都有f值，望远镜的焦距是光从主镜到目镜的距离望远镜的焦比是焦距除以其口径例如望远镜的口径是100毫米，焦距是800毫米，其焦比为f/8焦距不是关键因素，但它决定了望远镜最适合观测的目标例如，喜欢观测星云、星系等深空天体的人爱用f/4至f/6的望远镜，而其他喜欢观测月亮和行星的人爱用f/7或更高的望远镜 4、安装    小折射望远镜的最简单的安装方式是地平式，望远镜可以在水平方向和垂直方向上运动为把天体目标保持在视野里，必须同时在两个方向移动    大一些的望远镜都配备赤道装置它安装时要仔细一些，需要把极轴指向北天极，就在北极星附近赤道装置价格贵一些，但也有其优点，为克服地球自转而把目标保持在视场中，只须将望远镜绕极轴一个方向旋转就行了。

    近几年道布森装置越来越流行了它造价低，易搬运，可作为赤道装置的替代品它是变了形的地平装置，对低倍数、大视野的反射望远镜来说跟踪并不十分重要，道布森装置尤其适合    百货公司和邮购商经常会提供非常不稳定的、简陋的桌面三脚架没有任何理由去买一个摇晃的三脚架，用它你无法仔细看任何东西，尤其是在有风的时候还要记住舒适和易用是至关重要的，如果不得不跪下来伸长脖子看，那你肯定不会喜欢用它    大部分小折射望远镜都有减速装置，通常是配备有韧性把手的齿轮连到轴上这样通过旋转手柄就能跟踪目标但要注意如果减速装置不灵活的话，反而会带来麻烦较昂贵的跟踪装置配有电机，跟踪目标很轻松，这一点在观测行星时是非常有用的 5、目镜    目镜是需要购买的最重要的附件不管主镜的质量有多好，如果目镜的光学质量不行，那望远镜的性能会大大降低    目镜是可更换的，根据不同的焦距产生不同的放大倍率目镜上标有数字，例如25mm，这表示了它的焦距焦距越大，放大率越低，但（通常是）视野越宽阔低倍率最适合于观测昏暗的、弥散的目标，例如彗星、星云和星系，而高倍率最适合于观测月球、行星和双星    望远镜的放大倍数等于主镜的焦距除以目镜的焦距。

因此同一个目镜在主镜焦距长的望远镜上能提供更大的放大倍数    天文爱好者可以接受的最便宜的目镜是凯尔涅（Kellner）目镜，它的可用视场可达45度厄尔弗目镜（Elfer）和阿尔无畸变目镜（Orthoscopic）价格贵一些，但光学质量较好译者注：冉斯登目镜价格更便宜，在低价位的望远镜中很常见；双对称目镜，也叫普罗素目镜是比较容易购买到的、性能很不错的目镜，关于目镜的详细介绍，可以参见《天文爱好者》2000年第2、3期的文章    人们第一次通过天文望远镜观察物体时，常常奇怪于图象时上下颠倒的其实这是望远镜的基本特性，用于白天观察的望远镜都加了附加的透镜或正像棱镜对于天体目标来说正像反像没有多大差别，因此天文学家已经习惯于这种上下颠倒的图象了    一些小折射望远镜还提供天顶棱镜，使图象上下正确，但左右仍是反的，观察月亮和行星时要记住这一点如果你是将望远镜通过窗户向外看，那象质不好可别认为是目镜的问题，室内外的的温差会引起空气的湍流，这会使星光变形 6、寻星镜望远镜的主镜筒上应配有小一点的寻星镜寻星镜是一个低倍数的望远镜，用来使主镜找到观察的目标典型的寻星镜放大率6倍，口径30毫米，记位6*30。

便宜的器材通常配有5*24的寻星镜，这些寻星镜都加了光阑，使有效口径减小到10毫米这种寻星镜除了能找到最亮的目标，别的什么也找不到 7、检验你的望远镜    有几种简单的方法检验望远镜的质量判断支架的稳定性，可以轻敲镜筒，图象的晃动应在3-5秒内停下来通过在三脚架下悬挂重物，可以减小震动，提高稳定性    检验望远镜光学质量的唯一方法就是观察一颗恒星这必须在能见度非常好的夜晚，等望远镜达到户外空气的温度（一般需要一个小时）后再进行    使用最大可用的放大率，检验一颗中等亮度的恒星的图象质量调焦非常好时，星象应是一个点，或是一个非常小的圆面，周围有一些很暗的圆环但在能见度差的时候，即使用质量好的望远镜也达不到这一点把图象在焦点的两边散焦，他都应变成亮的圆面当然如果是反射望远镜还会看到副镜的影子如果图象不能很好地调焦，在焦点的两边看起来都是一条小短线，那这架望远镜的光学质量就有毛病，这称为像散 8、双筒镜---初次购镜的理想选择    有许多宇宙中的美景，例如银河繁星，昴星团和毕星团，神秘的彗星，它们只能在低倍率、大视场的双筒镜中才能真正很好地欣赏双筒镜紧凑、简单，是最便于携带、易于使用的设备。

    双筒镜上一般都标有数字，例如8*40，7*50，10*50第一个数字是放大率，第二个数字是以毫米表示的主镜口径一般的观测用7*50或10*50的双筒镜都行如果觉得50毫米口径的镜子太重，也可以选用40或30毫米的    除非有特殊用途，不要使用12倍以上的双筒镜，因为它很难拿稳变倍的双筒镜也不要用，因为它们通常视场狭窄，光学质量也不好好的双筒镜在镜片表面都镀有彩色的增透膜，这跟无反射眼睛上的膜一样，可以增加光的透射率，增大图象的亮度有一些邮购的双筒镜为节约成本而使用了太小的棱镜，这严重影响了视场从主镜一端往里看，可以看见光路中的一些圆圈如果圆圈不完整或是矩形的，表明有一部分光线损失了有一些便宜的双筒镜甚至在镜筒中做了凸起部分，好象里面有棱镜，而实际上没有它们使用的是单透镜，并且光路是直的，放大率和视场都非常有限 9、最好的望远镜是    什么是最好的望远镜？最简单的答案是：它应该是你会最经常使用的望远镜易于安装，使用简单，便于携带，这些都是应该考虑的问题除非确实证明你能出去并能找到平整的观测场地，否则不要急于更换更大的设备而且，可以与你附近的天文社团联系，他们在选择和使用仪器方面会给你提出建议。

 10、安全忠告    很多望远镜都带有目镜虑镜它们可以使月亮、太阳和亮行星的光变得柔和但不幸的是这些虑镜有许多质量不好，而且太阳虑镜尤其可能带来危险在汇聚的太阳光的加热作用下，它们很容易炸裂（译者注：本人也犯过类似的错误，很危险），而这是绝对应该避免的没有衰减的太阳光会在瞬间造成永久的失明观测太阳的唯一安全方法是将它投影到一块白板上即使有虑镜，也绝不要直接通过主镜或寻星镜观察太阳反射望远镜如何调光轴很多爱好者在使用反射式望远镜，特别是近年来越来越多的爱好者开始使用大口径、短焦距的抛物面牛顿式反射望远镜说到望远镜的光学性能，人们比较关心的是主镜的口径及表面精度，而对于是否将反射镜的整个光学系统调整到最佳状态，似乎并没有给予足够的重视很多同好都不知道如何让调试自己的光轴，特地在网上找了些文章，给大家分享下反射望远镜光轴校准的重要性如果你拥有了一架反射望远镜，并且主镜是短焦距抛物面的，当你满怀希望投入观测，却发现像质平平，甚至恒星都不能聚成一个点，一定会非常失望这个时候先别急着换镜子，你拥有的可能是一架很不错的望远镜，问题仅仅出在镜片装配上经过对望远镜光轴的重新调整，望远镜里展现出的可能是完全不同的景象。

抛物面反射镜的成像有个特点：在光轴上成像很完美，几乎没有像差，但偏离光轴就会有明显的彗差（星点带了小尾巴）在光轴上，使用一般视场的目镜，视场中心的星点是很锐利的，实际上视场边缘的像差也不易察觉而如果在光轴外，整个视场中的星点可能都不实，而且离光轴越远这种现象越严重怎样才算调好光轴了？反射镜的光学系统中有两个光轴：物镜光轴和目镜光轴主镜（物镜）光轴平行于主镜筒的轴线，经过副镜（小平面镜）；目镜光轴垂直于主镜筒轴线，也经过副镜当两个光轴都经过副镜上的同一点，且被副镜反射后两条轴线完全重合，也就是成了一个光轴，那么光轴就算调好了在缺乏检验仪器时，可以通过实际观测来判断光轴是否调好找一个空气质量好的晴朗的晚上，用望远镜的最高倍率（用毫米表示的主镜的直径数）看一颗恒星（如果没有赤道仪则可以看北极星）把星点放在目镜视场中心（以减少目镜带来的像差），仔细调整焦距，从焦点外调到焦点，然后调到焦点内如果光轴调整的很好，可以看到如下图所示的从左到右一系列图象（图中的圆环是光的衍射引起的，散焦后实际上还会看到副镜及其支架的影子，图中没有画出）在焦点上星像是否凝结得很实、很细、很锐利，散焦后衍射环是否是同心圆，这些都反映了望远镜的像质。

如果散焦后可以看到几圈衍射环，但不象上图中那样完美，四周均匀地带有一些“毛刺”，这说明反射镜面的精度稍差，但光轴调整的还是好的如果散焦后星点变成了一个小的扇形，而且在目镜视场中移动星象，扇形的发散方向不变，这说明望远镜的光。