中低倍率建议天文望远镜设计书.pdf

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1、中低倍率建议天文望远镜设计书中低倍率建议天文望远镜设计书口陈麒宇刘建宏(西南交通大学机械工程学院测控技术与仪器，四川成都611756)摘要：为了培养现在中小学生的实践能力，使其通过实践队对科学产生浓厚的兴趣，现决定设计一用于中小学生观察月球、近距彗星等较大天体，中低倍率(3O一60倍)的简易天文望远镜。关键词：视觉放大率；相对孔径；分辨率；视场大小；出瞳大小和位置；视度调节范围一、设计目的大小为物镜的大小。检查参数选定的合理性：最小分辨角为=随着望远镜在各方面性能的改进和提高，天文学也正经历，带入数据计算得=古=1．4望远镜的分辨距着巨

2、大的飞跃，迅速推进着人类对宇宙的认识。为AL月一地。带入数据计算得到51．4x4．8x10×3．8x为了培养现在中小学生的实践能力，使其通过实践队对科10s=-2．5536(km)，大约为2．6km。由月球的基本资料可知，月面学产生浓厚的兴趣，现决定设计一用于中小学生观察月球、近上最大的环形山为月球南极附近的克拉维环形山，直径230千距彗星等较大天体，中低倍率(3O一60倍)的简易天文望远镜。米，小的月坑直径只有几十厘米甚至更小。直径大于1000米的二、设计任务月坑总数达33000个以上。所以分辨距为2．6km可以分辨到部分(一)查阅基

3、本物理参数和所需公式。(1)月球的基本参数。环形山，满足设计要求。由公式r：1．4×50=-70>60可月球平均轨道半径384，401千米；赤道直径3,476．2千米；两极知，望远镜的分辨率大于人眼分辨率，人的眼睛是可以分辨的。直径3,472．0千米。这里取D=3475km①为月球的直径)，(3)视场大小参数的确定。观察月球的望远镜在设计应该能满足L=384400km(L为月球到地球的距离)。(2)设计简易望远镜所需看到全部月球的条件，所以设计视场为1．2倍的月球大小。tgto=要的公式。1)视觉放大率厂=．一Io；2)出瞳与入瞳的量值

4、关系Ie×120％=×1．2=0删5(md)得到2to=37广一)_；3)／~d、分辨角‘p=140"；4)视场大小“J；48。计算视场光阑的孔径大小2y=2ftgto-2×750×0．0055=8．25(mm)，视场光阑的孔径大小为8．25mm，即需要在物5)有效放大率广；6)适度调节范围△x=±。镜的焦距处放置一通广孔径为8．25mm的遮光板。(4)目镜通光(二)设计指标及要求。中低倍率望远镜的设计大致兼顾到孔径参数的设定。由于是简易的望远镜，我们因尽量控制成本，技术合理、理论科学、使用方便和造价相对低廉等方面，设计中所以设置50％

5、的渐晕，使目镜的孔径不至于太大，但对观测也不还应重点考虑以下方面：基本理想光学系统结构和光学原理；会产生太大的影响。D目-2(f+f)tgto-2~765~0．005=8．415实际系统的组成结构和元器件参数；系统重要技术性能参数的(删n)。即目镜的尺寸为8．5mrn左右。计算目镜视场角的大小：选定和计算，并分类汇总成表；系统的三大光阑情况描述；系统tgto=1-tgoJ：5O×0．0055=0．275(rad)得到2to=30。，视场角的主要像差情况描述；仪器大致尺寸估算。的大小约为30。左右。(5)出瞳位置的计算。高斯公式：——一=

6、三、简易望远镜设计。1(一)系统参数选定和计算。(1)视觉放大率，物镜目镜焦距=，得到I=15．3mm，即出瞳的位置为目镜后的15mmIIe的选定。由视觉放大率公式可知放大倍率=物镜焦距／目镜焦左右。(6)适度调节范围参数的确定。现在确定适度调节范围，适距，若设定望远镜的放大倍率是50倍，即r=．=50，令fIe度调节范围的公式为△】(=±l上，带入数据进行计算，△)(=±=15mm可得。检查所选定的参数是否合理：r=16．7，te等=±1．13(mm)，求得适度调节范围为±1．13(mm)。r20，参数设定合理fo+f=765mm，长

7、度为0．76m左右，仪(二)参数汇总表。广=50倍；f=750mm；f'o=15mm器长度设定基本合理。(2)出瞳与入瞳的大小选定。出瞳与入瞳D100mm；D=2mm：5=2．5536k；2to-3748。2y'=8．25；的量值关系为广=．(D为入瞳大小，D‘为出瞳大小)，设定D目=8．415mm；I=15．3mm；2∞=30。；N=5U(三)系统的三大光阑情况。孔径光阑。由望远镜的物镜目出瞳的大小为2mm，则D-I"D’=50x2=100(mrn)，入瞳的大镜尺寸可知，孔径光阑为物镜，所以，望远镜的入瞳为物镜，出小大概为100mm左

8、右。孔径光阑为望远镜的物镜，所以入瞳的瞳为物镜在目镜所成的像；视场光阑。由前面计算可知，望远镜四川省罗江县人，西南交通大学机械工程学院测控技术与仪器，本科；(下转第139页)，刘建宏，西南交通大学机械工程学