实验一：天文望远镜原理与结构

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1、实验一：天文望远镜原理与结构一、实验目的：1、熟悉天文望远镜的结构；2、熟练掌握天文望远镜的使用；3、熟悉天文台的基本设施以及日常使用；二、实验条件和设施天文望远镜、天文台三、实验方案和步骤（一）天文望远镜的结构口径：物镜的直径,口径大小决定望远镜的集光力与解像力,口径愈大愈亮,解像力愈高；焦距：从物镜到焦点距离,一般以“f”表示,单位为mm.如f=600mm表示焦距600mm；焦比：口径(mm)=焦比；相当于镜头的光圈，以“F”表示；F值越低，亮度越高；倍率：物镜焦距(mm)÷目镜焦距(mm)，物镜焦距越长，或更换越短焦的目

2、镜，倍率越大；光轴：望远镜中光路的轴心，若光轴偏斜，望远镜便不能发挥最佳性能，严重时可能无法成像；镀膜：在镜片表面镀上一层特殊的金属化合物，目的是减少反光，增加光线透射率；寻星镜：是一支低倍的小望远镜同架在主镜上，利用其视野较广的特性，方便搜索天体；导星镜：主镜在进行较长时间的观测时，为了及时纠正跟踪中的误差，在主镜旁设置一个起监视作用的望远镜，它就叫导星镜，导星镜的口径、焦距与放大倍数均要比寻星镜大，视场比寻星镜小（观测前同样需要校调导星镜光轴与主镜光轴平行）。这样，当观测目标偏离主镜中心时，在导星镜中就能反映出来，可以及时

3、将它调回视场中心。赤道仪赤道仪的功能除了承载望远镜之外，最重要的是藉由步进马达带动赤经本体，使望远镜能跟随星体移动，常见的有德式与叉式两种，其中又以德式最普遍，以下就以德式赤道仪做简单介绍。极轴望远镜：天球北极与南极的连线称为极轴，极轴望远镜的功能就是校正赤道仪赤经轴，使其与极轴平行，一般都是内藏在赤经本体之中。赤经轴：赤道仪中与极轴平行的旋转轴称为赤经轴。赤纬轴：赤道仪中与极轴垂直的旋转轴称为赤纬轴。重锤:安装在赤纬轴底部，可上下调整，用来平衡望远镜的重量，平衡的步骤在德式赤道仪中是非常重要的，关系到赤道仪的寿命。马达：带动

4、赤经轴旋转使赤道仪转速与地球自转同步，需要配合控制器使用。刻度盘：赤经轴与赤纬轴上都有刻度盘，受限于精度，刻度盘都仅供参考用。自动导入：某些高阶赤道仪中内藏小型电脑，并储存许多天体位置资料，只要由控制面板输入天体名称，赤道仪就会自动搜寻天体，并导入望远镜视野中。（二）闽江学院天文望远镜种类简介1、折射式望远镜折射式望远镜的构造如下图：折射式望远镜主要为两个透镜所组成：大的一个，焦距长,较靠近物体的透镜，叫作物镜。其作用是在焦面上形成天体或远处物体的像，小的一个：焦距短，较靠近眼睛的透镜，叫作目镜；其作用是放大物镜形成的像。由于

5、光线需要穿透镜片，所以对于镜片材质的成份，光学系统设计的精密度要求都较严苛。折射镜的优点：是反差及锐利度较同口径的反射镜佳，无论摄影及高倍行星观测，效果都相当不错。缺点：是有色像差（色差）问题，为了消除色像差，物镜都以两枚以上的透镜组成，一般来说，三枚镜片要比两枚消色差效果好，但价格较贵；镜片材质也是决定好坏及价格的重要因素，一般光学玻璃的折射镜称做半消色差望远镜，而全消色差望远镜常使用更高级的材质，如ED（extralowdispersion）、SD（superlowdispersion）、萤石（fluoride）等玻璃,且

6、价格较贵。2、折反射式望远镜折反射式望远镜的构造如下图：折反射式望远镜是折射式和反射式的结合，最大的特征是在反射镜的前方增加一片补正镜，以修正球面镜所可能造成的像差，由于镜筒密闭性较反射式好，因此无落尘与筒内气流现象，补正镜所造成的色差也极轻微，与折射镜相比，其光学设计可有效缩短镜筒长度，但成像品质及反差通常还是以折射镜较佳，一般常见的折反射式类型有：施密特-盖赛格林式(Schmidt-Cassegrain)、马克斯托夫式(Maksutov-Cassegrain)（三）常见的光学名词口径：意指主镜片之直径，而口径是越大，成像品

7、质越佳，分解能越高，因为集光力越强。焦距：意指光线经由主镜片至成像焦点的距离。焦比：就如相机的光圈值同意，数字越小，亮度越亮，为短焦；数字越大，亮度越暗，为长焦。焦比的计算方式：焦距÷主镜口径=F(焦比)。F小于5的适合用于直焦摄影；F大于9以上的较适合做观测或扩大摄影。另介于5和9之间的，则是可摄影，观测及扩大摄影用。倍率：倍率的计算方式，物镜焦距÷目镜焦距。但望远镜在提升倍率时也有一定的限度，不能过分的提高倍率，否则所见的影像会变得模糊，黑暗，并且视野变的狭窄而看不清影像。适当的高倍应为主镜口径的十倍，最高以十五倍为限。譬

8、如口径六公分的望远镜，以六十倍为适当的倍率，最高不得超过九十倍。集光力：依肉眼瞳孔在夜间开到最大（瞳孔最大时为6mm7mm）时所集到的光亮为1，在望远镜来说,与主镜的口径大小有关，口径越大，相对的集光力就越佳，而集光力越佳，其成像品质也就越好。分解能：简单的说就是将两个相当接