天协讲座：天文望远镜与望远镜组装知识.ppt

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1、第一讲望远镜的介绍引言卡尔.萨根说：好奇是人类的天性，理解是一种乐趣，知识是生存的先决条件。因为我们在这个宇宙中只不过是辰空中飞扬的一粒尘埃。所以，我们认为，人类的未来取决于我们对这个宇宙的理解程度。光学望远镜的分类1、折射望远镜：利用光线通过凸透镜的折射聚光形成光路。2、反射望远镜：利用曲面反射镜聚光形成光路。3、折反射望远镜：用球面反射镜为聚光主镜，在主镜前加一特殊形状的改正透镜，用来改进球面镜的成象条件。光学部分主要的是望远镜的物镜和目镜。物镜是最核心器件，它的光学性能好坏对于天文观测来讲是致关重要的折射望远镜（refrac

2、tingtelescope）折射望远镜（refractingtelescope）1）伽利略式：正像，视场小2）开普勒式：视场大，反像。物镜、目镜由不同折射率的光学玻璃复合伽利略望远镜光路图开普勒望远镜光路图用于天文的折射式望远镜物镜有三种：双透镜物镜可以对特定的波长完全消除位置色差，其余的波长也相应减小。通常口径不能太大，1/15左右。太大会引起因为消色差改正后的物镜像模糊。双透镜经过一定设计不但可以消除色差，还可以消除彗差和球差。三透镜物镜(a)库克三块型(b)蔡斯B型二级光谱相当严重，像散也没有改正。相对口径只能在1/15左右

3、，视场2-3度。1984年，泰勒研究出一种望远镜中间透镜为火石玻璃、前后为冕牌玻璃，可以消除七种像差，但是不彻底，剩余色散、球差和二级光谱还存在。最早由库克公司研制出，因此叫库克三块型，相对口径1/7——1/5，视场5度左右。蔡斯B型，也是一种三透镜物镜，二级光谱比二透镜小十倍。四透镜物镜为了减小三透镜物镜的剩余像差，进一步扩大视场与相对口径，出现了各种类型的四透镜物镜。1897年制造的1.02米（美国叶凯士天文台）的折射镜仍是世界之最。应用及优缺点应用：折射望远镜适合于测定恒星的位置、运动等以及作为导星系统用。优缺点：大口经光学

4、透镜制造困难，并且极易发生形变。玻璃会吸收入射光，尤其是对蓝、紫光吸收严重。虽然折射望远镜可得到大视场的像，但成像质量不好，六种像差均很严重。折射望远镜的成像质量比反射望远镜好，视场较大，使用方便，易于维护。反射望远镜(reflectingtelescope)1）主焦点式：反射镜为抛物面2）牛顿式：反射镜为球面镜，加上平面镜3）卡赛格林式：主镜为抛物面镜，副镜为凸的双曲面镜4）R—C系统：凹双曲+凸双曲（改进型）5）折轴式：加入几块平面镜使光束从极轴方向射出主焦点式反射镜为抛物面牛顿式反射镜为球面镜卡塞格林式抛物面、凸的双曲面镜折

5、轴式加入几块平面镜R-C系统凹双曲+凸双曲优缺点：牛顿式系统：小型牛顿式物镜常采用球面镜，除了不存在色差外，其它各种像差均未消除。抛物面镜虽无色差、球差，但对轴外光束却存在严重的彗差，从而大大限制了望远镜的视场。由于终端设备不在入射光路中，不会挡光，因此可以安置较大的终端设备。主焦点系统：视场特别小，适于做单颗星的分光和测光工作，反射引起光的损失少，适于做小视场的暗弱天体。卡塞格林系统：最常使用的天文望远镜系统。相对口径小，因此扩大了视场。可以安置较大的终端设备。当平面镜改变方向，就可使位于不同位置的终端设备处于工作状态。R-C系

6、统：主镜是凹的旋转双曲面镜，副镜是凸的旋转双曲面镜，这种系统无色差、球差、彗差，且满足齐明条件。有较好的像质和较大的视场。但像场是个曲面，要采用弯曲底片以消除场曲。而且为其主镜是双曲面，所以去掉副镜，直接在主焦点处工作时是有球差的，必须在焦点前加像场改正透镜。折轴系统：大型反射望镜经常设有折轴系统，当望远镜跟随天体做周日运动时，最后获得的星象位置并不移动，从而可以安放不随望远镜移动的大型设备。中国大的光学望远镜2.40米（右图）我国台北市立天文馆的卡塞格林反射望远镜（下图）折反射望远镜1）施密特式：球面反射镜+复杂的折射改正透镜。

7、2）马克苏托夫式：球面反射镜+弯月形折射改正透镜。由折射和反射系统构成的系统，兼具折射望远镜视场大和反射望远镜像差小集光力强的特点。施密特式特点：施密特望远镜是折反射系统，系统中的主镜为一个球面反射镜，在球心处，物镜的前面还配置了一个改正透镜，用以改正反射镜的像差。这种系统是一个可以得到大视场的优质成像系统。一般施密特望远镜有效视场可达5度(月球为0.5度)。为了使视场边缘的星象没有渐晕，一般反射镜为改正镜口径的1.5倍。位于智利的欧洲南方天文台的施密特照相仪（1000/1620）1972年马克苏托夫式优缺点：其光学系统的所有表面

8、均是球面，制造容易。由于改正镜不必像施密特系统那样要放在球面曲率半径处，而是放在主镜的焦点附近，因此同样口径、相对口径条件下，镜筒要比施密特望远镜的短。和相同口径、相同相对口径的施密特望远镜相比，视场稍小，成像质量稍差。因弯月形透镜的厚度需达到口径