实验五 天文望远镜的使用与光学性能的测定.doc

实验五 天文望远镜的使用与光学性能的测定一、 40 cm 卡塞格林反射望远镜的操作 1.实验目的了解天文望远镜的性能，并学会独立操作望远镜2.实验仪器40 cm 反射望远镜本实验使用的望远镜为卡塞格林 R-C 系统，赤道式装置两个度盘分别为赤纬（δ） ，时角（t） ，主镜为凹的双曲面镜，口径 D= 400 mm，副镜为凸的双曲面镜，系统的有效焦距 F= 6000 mm ；导星镜为 D= 150 mm、F= 1980 mm 的折射望远镜，见图 sh5.1赤道装置： 这种装置有两个相互垂直的轴，即赤纬轴和赤经轴（极轴） 极轴指向天极，与地球自转轴平行，其高度应当等于当地的地理纬度镜筒可以绕着赤纬轴转动，并可以固定在一定的赤纬方向上通常有赤纬盘及时角盘显示望远镜的指向跟踪天体时，望远镜自东向西绕极轴运动,方向与地球自转方向相反,速度为 15"/s，用来补偿地球自转，使望远镜保持指向被测的天体利用赤道装置实现跟踪天体的周日视运动是很方便的3. 实验指导在某一北京时间 Th观测一个已知天体（α、δ） 观测前首要先将当晚的北京时按公式 S=S0+(Th-8h)(1+μ)+λ 换算成北京地方恒星时，用一个恒星时钟计量恒星时，利用公式 t= S-α ，计算出观测时刻天体的时角 t。

由望远镜的电控度盘，将望远镜指向预定的天区（t、δ） 待测天体进入视场后，打开转仪钟进行跟踪天体的 α 、 δ 及观测时刻的恒星时 S，也可从星空软件中直接读取 4. 实验步骤（1） 观测前的准备工作①校准恒星钟；②查出待测天体的位置（ α ， δ ） ，并在星图中熟悉待测天体周围亮星的相对位置和特点，以便观测时在寻星镜中找到它③根据待测天体，选好合适的目镜④使用仪器前，要在教师指导下，熟悉仪器的电控装置及各种旋钮使用注意事项等2） 观测步骤①在观测的恒星时时刻 S 之前约五分钟，计算出待测星在此恒星时时刻的时角 t②用望远镜的电控装置将望远镜指向（ t、 δ ）天区③待恒星钟钟面时到达预定的恒星时 S 时，打开转仪钟，进行跟踪sh5.1 40cm 的反射望远镜④先在寻星镜中找到待测天体，并把它调整到视场中央，此时即可在主镜中观测到此天体了3）做好观测记录： 观测结束后记下观测日期、观测时刻、使用仪器、望远镜口径、物镜焦距、目镜焦距、天体的 α 、 δ 、 t 值等二、Meade16″ LX200 折反望远镜的操作1．实验仪器 Meade LX200 16" 望远镜是 40 cm 的折反射望远镜，为赤道式装置，主镜口径 D= 406 mm，焦距 F= 4 064 mm，是施密特–卡塞格林式望远镜， 采用一种施米特系统与卡塞格林系统相结合的新型系统。

其特点是把施米特改正透镜的中心区里面镀铝，作为副镜反射光用望远镜系统将来自天体的光束经过改正镜、主镜、副镜将光汇聚通过主镜中心孔后成像于焦面上，见图 sh5.2图 sh5.2 meade LX200 望远镜图 sh5.3 meade LX200 望远镜光路图2．望远镜键盘手控器的说明 望远镜功能都在键盘手控器上它有一个计算机化的数据库信息显示中心，一个数字坐标读出系统，一个脉冲目镜十字亮度照明控制器，一个两速电动调焦控制器和一个红色LED 手电筒LX200 键盘上各个键钮介绍如下：（1）ENTER（回车）键ENTER 键用于选择一个菜单文件，一个文件选项或编辑一个数值通过按下和放开 ENTER 键来选择一个文件或一个选择项手控器发出一个短的嘟声，执行执令要编辑一个数值，按住 ENTER 键直到听到两下嘟嘟声并看到闪烁光标出现在显示器上 两种按键法分别称做“按”和“按住” 2）MODE（模式）键MODE 键用于望远镜五种模式之间的切换，并用来退出特定的菜单文件3）GO TO（指向）键GO TO 键使望远镜机架自动转向所输入的天体坐标在 COORDINATES/GO TO（坐标/指向）模式的 GO TO 菜单文件中 GO TO 键也会产生闪烁光标，这时可键入新天体的赤经和赤纬。

4)方向键标有 N（北） 、S（南） 、E（东）和 W（西）的四个键是方向键通过对它的操作可使望远镜指向一个特定的方向5)速度键速度键可以设定望远镜的转动速度，用 N、S、E 和 W 键启动速度由快到慢分为四档，分别为 SLEW（4 °/s） ，FIND（1 °/s） ，CNTR（16 倍恒星速率）和 GUIDE（2 倍恒星速率） SLEW（快动） 、FIND（慢动） 、CENTER（对中）和 GUIDE（导星）键还分别是数字键SLEW 和 FIND 也用来设置电动调焦的“快”调聚焦速度，而 CNTR 和 GUIDE 设置“慢”调焦速度 (6)天体键（M（梅西叶天体） ；STAR（恒星）和 CNGC（NGC 天体） ）这些键可直接访问望远镜的天体数据库按了天体键后，键盘显示器将给出一闪烁光标，输入天体库中所列出的星表号（见 64 359 颗天体数据库）后按 ENTER（回车）键，再按 GO TO 键即可看到所输入的天体星表键符号的简单说明如下：M 为梅西叶天体，STAR为恒星和行星，CNGC 为计算机中的 NGC 天体表3、 “Meade 16” 望远镜使用说明（观测前的准备）(1) 打开望远镜的开关，几秒钟后（自检完毕 ） ，控制望远镜键盘显示器上将看到显示:->TELESCOPEOBJECT LIBRARY(2) 按 ENTER(回车)键选择 TELESCOPE(望远镜)功能。

显示器上应该看到 ->1)SITE2)ALIGN(3) 按 PREV 或 NEXT 键移动光标到指令 ALIGN（校准） ，并按回车键1)SITE->2)ALIGN（）按 PREV 或 NEXT 键移动光标到指令 POLAR（极轴式）1)ALTAZ->2)POLAR图 sh15.3 LX200 控制键盘(5) 按回车键 POLAR(极轴式)可以使 16″LX200 望远镜按赤道式望远镜操作选择 POLAR 菜单项后，再用 N、S、W 和 E 键电控转动望远镜，调节望远镜转到赤纬圈 90o，时角 00h00m按回车键，望远镜自动地按赤经，赤纬 旋转到北极星的位置6) 利用 N、S、W 和 E 将北极星移至望远镜视场中心再按回车，望远镜会选择并转向天顶以南的一颗亮恒星，通常在导星镜的视场中就能看得到此时，用 WNSE 键调节望远镜，使亮星位于视场中心，然后按回车，即可使用望远镜的各种功能 行星在“STAR”中的编号901 902 903 904 905 906 907 908 909水星 金星 月球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星三、望远镜光学性能的测试1．视场测定 将望远镜对准赤纬为 δ 的恒星（选取赤道附近的恒星） ，配上有叉丝与刻度的测微目镜，关闭转仪钟，然后转动目镜，定出星在视场中周日视运动的方向，使目镜的一条叉丝与天体的周日视运动方向平行，将星像移到水平丝的一端，关掉转移钟并记录星经过视场直径所需时间 t，由公式 ω = 15tcosδ ，即可求出视场。

ω ：以角秒为单位； t：以秒为单位2.分辨角的测定根据观测当晚的星空，选取 4～8 个角距从 5"到 25"的双星（双星表可见本书实验十八），先从角距大的双星观测起，依角距递减顺序观测下去，至分辨不出时止， 记下刚刚能分辨的双星的角距，即为望远镜的实测分辨角；按照公式 δ "=140/D (mm)计算望远镜的理论分辨角；然后进行比较，说明为什么实测的分辨角要比理论的分辨角大得多3.目视极限星等目视方法是通过对北极星序或昴星团进行观测，也可利用星图软件找一些已知星等的标准星，记下所能观测到的最暗弱恒星的极限星等值； 由经验公式： m = 2.1+5log D(mm) ， D 望远镜的口径，计算出目视极限星等，然后与实测进行比较，说明差异的原因4.跟踪精度：打开转移钟，把某恒星调到目镜的十字中心，记录观察的时间段可选 Δ t = 30s、1min、2min…，检查星象有无明显移动，利用视场的大小比例（例如星像移动了 1/5 的视场） 和观察的时间段，计算星像在 1s 内星移动的角距离，即 0.2 ω /Δ t 5.基本参数：写出该望远镜的口径 D 、有效焦距 F、光力 A 、底片比例尺 α （″/㎜）及目镜相应的放大率 G 。

附 北极星天区证认图和昴星团图。