物理光学论文

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1、论光学在天文观测方面的应用李云天1091850107航天工程系空间科学与技术一、序言天文观测中重要手段就是天文望远镜，光学的发展则大大推动了天文望远镜的改进与发展，大大提高了人们对恒星和宇宙的研究和认识，对观测气彖和准确预报天气提供了更有利的技术支持。1609年伽利略将第一台天文望远镜指向太空，从此天文观测由肉眼观测进入到了望远镜吋代，几百年来人们致力于提高望远镜的贯穿本领和分辨本领，早年犹豫折射式望远镜结构简单得到较快的发展，1897年，美国叶凯土天文台简称一架口径1.0加的折射式望远镜，是迄今为止世界上最大的折射式犬文望远镜。以后由于折射望远镜对材

2、料要求高且透镜会严重吸收紫外线光等原因，人们开始致力于发展反射式望远镜的发展。当代5m以上口径的人天文望远镜已经冇十多个,前正在建造的望远镜，主要冇欧洲南方天文台的人双筒望远镜（LBT）,以及南非大望远镜（SALT）O除了传统的光学望远镜（观测波段300nm-900nm）外，还有红外望远镜（观测波段1.25um-28um）和射电望远镜（sub、mm、cm和m波）；在空间，原则上不受波段的限制，目前己经发射的有Y射线望远镜，X射线望远镜、紫外望远镜、光学望远镜（如哈勃空间望远镜）、中红外望远镜和远红外望远镜。二、光学天文望远镜2.1折射式望远镜传统的折射

3、式望远镜人致分为两种：伽利略式和开普勒式。•伽利略式：以凸透镜做物镜，凹透镜做目镜。成正像，制造简单造价低廉，普通观剧镜多采用这种光学系统。缺点是视场小、放大率小、不能在目镜端加装十字丝。F1前在天文观测中不采用这种类型的望远镜。•开普勒式：以凸透镜做物镜，凸透镜做目镜。是将物镜所成的实像川凸透镜组的目镜放大，获得倒像，由于其视场大，在目镜组中可以安装十字丝或动丝，天文观测中多采用此种类型的望远镜。a图27电两种折射却!远镜的光学原理示Jfc图a-利略式b.幵普勒式2.2反射式望远镜反射式望远镜的物镜是反射镜，为了消除镜了的像差，一般物镜做成抛物面镜或

4、双曲面镜。反射望远镜与折射望远镜相比不会造成像的色差，可以使用大口径的玻璃材料，也可以采用多镜血拼镶技术，镜血镀铝或毒瘾后，从紫外到红外都貝•有良好的反射率，所以目前发展和设计的新型望远镜都是采用反射望远镜系统。反射望远镜可以工作在不同的焦点，由于工作焦点的不同，反射望远镜可分为以下几种系统：1）主焦点式：反射镜为抛物面2）牛顿式：反射镜为球血镜，加上平面镜3）卡赛格林式：主镜为抛物面镜，副镜为凸的双Illi面镜4）R—C系统：凹双曲+凸双曲（改进型）5）折轴式：加入儿块平面镜使光束从极轴方向射出2.3天文望远镜的光学参数1）口径D物镜起集光作用的直径

5、，口径越大收集的辐射越多越能观测到暗弱的天体。口径愈人能收集的光量愈多，即聚光木领就愈强，口径愈人愈能观测到更暗弱的天体。因而,大U径显示着探测暗弱天体的威力大,这是因为望远镜接收到天体的光流量与物镜的有效面积（兀T）成」E比。2）相对口径A望远镜的光力也叫相对口径，即口径D和焦距I；之比，2D/Fo光力A的倒数叫焦比（1/A=F/D）o师大科技楼望远镜的口径D=40cm,焦距F二4m,焦比为：F/10,则其光力A=l/10o3）分辨角§”分辨角：两天体的像刚刚能被分开时，它们所对应的是天球上两点的角距离。4）放大率G目视望远镜的放人率等于物镜的焦距F

6、1与目镜的焦距F2之比，即G二F1/F2一架望远镜配备多个冃镜，就可以获得不同的放大率。显然冃镜的焦距越短可以获得越大的放大率。但这样并不好，小望远镜用过大的放大率，会使观测天体变得很暗，像变得模糊。常用的冃镜的焦距为10伽左右，用它配在焦距800mm的望远镜物镜后而，就可获得80倍的放大率。5）视场3望远镜的成像良好区域所对应的天空角直径的范围叫望远镜的视场，用角度（3°）表示，与放大率G成反比。tanco=tand/G（目镜望远镜）3’为目镜对应的角直径，称为目镜视场，G为放人率。6）极限星等（贯穿本领）m理想条件下，通过望远镜能看的最暗的星等为望

7、远镜的贯穿本领（极限星等）。它反映了望远镜观测天体的能力。对于目视望远镜，它的极限星等可以川经验公式计算：m=2.1+51ogD三、结束语当近时代，天文观测已经进入了全波段观测的新时代，而在天文望远镜的发展过程中,光学所起的作用是至关重要的，我们相信，随着光学的发展，天文观测毕竟取得更加辉煌的成就。