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发表于 2008-9-8 08:49:22 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 时空 于 2009-5-29 15:38 编辑

观测攻略之如何选购望远镜

                  FSQ106-赤道式

                                              FSQ106物镜

                     Meade203-地平式

                                     目镜


                                          开普勒折射镜原理图
      
  
       以折射镜起步
  
       望远镜不外乎三大类——折射式、反射式、折反射式。其中最基础,也是最容易上手的,非折射镜莫属。折射镜的制造成本不是三类中最低的,但它的光路结构是最简单的,也最符合普通人对于望远镜的认识和使用习惯。入门级的折射镜价格便宜,成像清晰锐利,比较明显的缺陷可能只是会有一些色差(什么叫色差我们后面的文章会谈到)。折射镜适用的观测范围非常之大,日常维护却比较省心。这种种优点决定了折射镜是入门级爱好者最适合使用的天文望远镜。
  
       在经济条件允许的情况下,我建议大家购买这么一套装备(第一遍看可能很多名词和参数看不懂,没关系,后面我们会详细解释):
  
       1、购买知名品牌的产品。国内品牌在价格上有一些优势,国际品牌在质量上可能会略胜一筹,如果你是第一次购镜手头又不是特别宽裕,还是考虑国内品牌吧。
  2、主镜口径80mm-102mm,焦距600mm-1000mm。
  3、支架部分随主镜成套购买,这样最省心。这里所说的支架,除了最下面的三脚架以外,还有连接三脚架和主镜,并使主镜能够自由转动的装置。这个装置又分为两种——普通的地平式支架和赤道仪。
  4、其余附件一般会包含在主镜和支架的套装里,比较典型的附件包括寻星镜及其支架、90度或45度天顶镜、2至3个焦距不同的目镜、载物盘等,如果有赤道仪,那么还有平衡重锤及其连接金属杆、微调螺杆等部件,另外有些产品还会赠送太阳滤光镜、摄影接口等其他附件。
  
       这样,根据你购买的望远镜参数不同和配件不同,总共的花费应该在1500元-3500元之间。明显低于这个价位的望远镜就有些玩具的味道了,而更好的暂时也用不到。
  
       两个经典的问题
  
       下面进入“名词解释”时间。关于折射镜的基本成像原理如图1所示,其实就是两片凸透镜形成的一个简单光路,其中位于被成像物那端的凸透镜叫做物镜,位于人眼那端的凸透镜叫做目镜。
    
       接下来,我希望大家想一想:如果你看到别人正在使用一台望远镜,你肯定会询问这台望远镜的有关情况。那么,你脱口而出的第一个问题是什么呢(“这台望远镜多少钱?”这个问题不算在内)?
  
       就我所遇到的情况而言,被问得最多的问题是这样的两个——“这台望远镜能看多远?”和“这台望远镜能放大多少倍?”你是不是正好想到了其中一个?
- -
  
       但我要告诉你,这两个问题的问法都是错误的,别人一听就知道提问的人肯定是个门外汉。
  
       首先说第一个经典问题,我一般会这样反问:“你认为人的肉眼能看多远?”提问者往往会说:“我也不知道。”但我相信他心里肯定认为人的肉眼最多看几公里了不起了。这时我会告诉他:“你看天上的月亮,那是在38万公里以外;你看天上的太阳,那是在1.5亿公里以外;你看到的满天恒星最近的都在几光年以外,而你能看到的最远的天体——”在这里我会停顿一下,让提问者能够重新整理一下思绪,“是著名的仙女座大星系,它远在220万光年之外!人眼尚且如此,你说望远镜能看多远呢?”
  
       那么,正确的问法是什么呢?想一想?
  
       一个比较正确的问法是:“这台望远镜能看到多暗的天体?”
  
       望远镜看到暗天体的能力叫做“光力”,望远镜光力的大小与其口径有关,口径越大光力越强。所谓口径,顾名思义就是这台望远镜进光口的直径,对于折射镜而言就是物镜的直径,用字母D表示。不过,衡量光力大小如果直接用口径的话不够直观,因此我们又定义了一个概念,叫做“极限星等”,简单理解就是这台望远镜在最理想的条件下能看到多暗的星,这样就非常直观了。显然,极限星等也是取决于望远镜口径的,口径越大,极限星等也就越大。
  
       下面让我们来进一步理解什么叫做“看到”了一个物体。想必大家都曾经听说过,当年外国的宇航员飞上太空后号称能从太空中看到中国的长城,这很让我们骄傲了一阵子,但后来就有人指出,人的肉眼分辨率有限,不可能在那么远的地方分辨出长城这种宽度只有几米的物体,因此在太空中看不到长城。最近,中科院的一个科研团队正式确认了这一结论。
  
       这里有一个“分辨率”的概念。分辨率是指一个观测设备(比如人眼或者望远镜)分清目标细节的能力,当给定一个观测设备以后,它的分辨率就固定了,这时它能不能分辨出一个物体,就取决于这个物体本身的大小和它离观测设备的距离。我们可以这样来直观的理解:你从很远的地方向我走来,一开始我只能看到天边出现了一个人影,慢慢的能分清你的四肢,再近一点才能看清你的五官,等你走到我身边时,我才能看清你眼角的鱼尾纹。而对于天文望远镜,由于它观测的目标都是天体,因此其分辨率被定义为能分清天球上最近的两个点之间的角距离。望远镜的分辨率也是与口径有关,口径越大分辨率越高。
  
       那么,能否看到一个物体是不是取决于分辨率呢?人的肉眼在太空中确实无法分辨长城这种宽度的物体,但我们不妨这样假设:如果能够给长城涂上一层强力荧光粉,到了晚上,周围都黑了,但长城还在发出强光,这时人的肉眼在太空是不是也有可能看到长城呢?
  
       因此,我们要搞清楚“看到一个物体”和“分辨出一个物体”的区别,前者只需要观测设备能接收并感知到这个物体发出来的光就可以了,这取决于该物体本身的亮度以及其相对于周围环境的反差,而后者才取决于观测设备的分辨率。能看到一个物体而不能分辨出一个物体的一个典型例子就是肉眼能看到恒星,而恒星是点光源,角直径近似无穷小,肉眼是不可能分辨的。所以,关于在太空中肉眼看不到长城的结论是对的,但他们的理由却不太正确。
  
       说到这里,相信大家已经意识到,光力和分辨率是望远镜最重要的两个指标——光力决定了你能看到多暗的星,分辨率则决定了你能看清月球上最小的环形山的大小。而这两个指标都和口径有关,因此,口径是望远镜最重要的物理参数。那么,对于第一个经典问题,最准确的问法就是:“这台望远镜的口径多大?”
  
       再说第二个经典问题。造成这个问题的原因是很多人以为给定了一台望远镜之后,其放大率就是固定的,殊不知,根据后端的目镜不同,这台望远镜的放大率是可以变化的。放大率取决于望远镜的第二个重要参数——焦距(用字母F表示,有的厂商也可能用f表示),其具体值等于物镜的焦距除以目镜的焦距。物镜的焦距数值一般会标在物镜端或镜筒上(如图2所示),目镜的焦距数值一般会标在目镜侧面(如图3所示),计算起来非常方便。比如,一台焦距800mm的望远镜,使用20mm目镜时放大率是40倍,使用8mm目镜时放大率就是100倍。那么,对于第二个经典问题,正确的问法应该是:“这台望远镜的焦距是多少?”
  
       到这里你可能会说:“既然这样,那我可以用焦距很短的目镜来得到更高的放大率,看到更清晰的图像。”其实这个想法也是不太对的。短焦目镜确实可以得到更高的放大率,但一台望远镜并不能一味的追求高放大率。首先,由于口径定了,光力就定了,目标在望远镜中的总亮度也就定了。放大率越高,成的像越大,其单位面积的亮度就会越低,成像就会变得越暗。其次,还是由于口径定了,分辨率就定了,更高的放大率并不能获得更高的分辨率(可以这样理解:两颗靠得很近的星看起来就像一颗,提高放大率以后,它们看起来还是一颗,只不过象变得更大了而已)。再次,过高的放大率会放大大气抖动的影响,增加调焦的难度(关于调焦我们会在后面的文章中详细谈到)。最后,放大率越大视场一般而言会越小。这些因素都并不利于观测。在这里有一个“视场”的概念,简单理解就是我们在目镜里所能看到的天空范围。
  
       但是,显而易见的,如果放大率过小,我们又无法充分发挥这台望远镜的性能。那么怎样的放大率能够最大限度的发挥一台望远镜的性能又不至于过分呢?经验告诉我们,这个放大率一般是望远镜口径以毫米为单位时的数值,叫做有效放大率。比如,一台口径80mm的望远镜,其有效放大率就是80倍。当然,根据不同的对象,我们选用的放大率也会不同,对于月球、大行星这种比较亮的天体,选用的放大率比有效放大率更大一些也没什么关系,但对于那些比较暗又有一定大小的星云、星系等,选用的放大率就最好比有效放大率低一些。
  表1
  口径(mm) 分辨率(角秒) 极限星等(等)
  60                       2.33                     11.0
  70                       2.00                     11.3
  80                       1.75                     11.6
  90                       1.56                     11.9
  100                     1.40                     12.1
  
不同口径的望远镜对应的分辨率和极限星等列表
  
       望远镜的支架部分
  
       对于支架部分,三脚架没什么好说的,关键就是地平式支架和赤道仪要重点谈一谈。
  
       地平式支架,也被称为经纬支架,是最简单的一种支架形式。如图4所示,望远镜通过两个轴分别在水平和竖直方向转动,从而达到指向任意方向的目的。这种支架形式操控起来是最方便最直观的,如果两个轴都设置有微调旋钮的话,对于比较精确的定位天体的位置也是很方便的。有一些厂商直接将地平式支架做成了类似摄影用云台的那种形式,一个大手柄同时进行两个轴的锁紧、松开和转动,这样控制起来更加方便,而且其接口还是标准的相机接口,可以和摄影三脚架通用。
  
       但是,稍微深入想一想就会发现,因为地球的自转,天体有周日视运动,我们的望远镜指向一个天体后如果保持静止不动,你就会看到这个天体在望远镜视场中向一个方向移动,很快就会移出视场。如果我们想长时间跟踪一个天体的话,最好的办法就是让望远镜和天体同步转动,以抵消地球自转的影响。实现这个想法的最好的装置就是赤道仪。如图5所示就是一台典型的赤道式望远镜,其赤道仪虽然也是由互相垂直的两个轴组成的,但所不同的是这两个轴并不在水平方向和竖直方向,而是一个指向天极(与地球的自转轴平行),一个与之垂直。指向天极的轴叫做赤经轴,望远镜围绕赤经轴转动,即可追踪天体的东升西落。与赤经轴垂直的轴叫做赤纬轴,理论上如果你的赤经轴方向比较精确的指向了北天极,那么当找到一个天体后,赤纬轴就可以锁死了,因为跟踪天体不需要在赤纬方向有任何转动。
  
       中高端的赤道仪一般都会配备有电动跟踪装置,一个马达以一定的速率转动,通过传动装置带动赤道仪的赤经轴以天体的周日视运动速度自西向东转动,这样当我们找到一个天体时,只需要打开马达,这个天体就会一直保持在视场的中央。当然,电跟装置需要额外的花费,如果你一时没那么多钱,又主要是目视观测不怎么照相的话,那么电跟装置可以先不配,等时机成熟时再加一套电跟装置或者买一台新的带电跟的更好的赤道仪。
  
       说到这里你可能会问:“地平式支架难道就不能跟踪天体的运动了吗?”当然也能,只不过需要水平和竖直两个方向同时转动才能跟踪,这样比较麻烦。比如,在没有电动跟踪的情况下,当一个天体移出了视场较长时间,如果是赤道式望远镜,那么我们只需要持之以恒的转动赤经轴就一定能把这个天体找回来,但地平式的话,我们就无法知道两个轴该各转动多少才能将其找回来,这个时候就只能对照星图重新找一遍。地平式支架也可以做成电动跟踪的,但这就不是一个简单的恒定速率单轴转动了,而需要电脑(可以是支架内置的小电脑也可以是外接的控制电脑)根据当前目标的位置实时计算两个轴分别需要怎样转动。如果要进行长时间跟踪曝光的天体摄影,那么采用赤道仪会非常方便,如果是地平式,就算能电动跟踪,视场里的象也会产生场旋,还需要后端的相机或者CCD进行相应的同步旋转才能抵消,非常麻烦。关于天体摄影的相关问题,我们后面的文章会详细介绍。
  
       说了这么多赤道仪的优点,也该说说它的缺点了。首先,赤道仪使用起来上手比较麻烦,因为它和我们平时的一些思维惯性不同,一开始你可能会发现你根本无法将赤道仪指向想指的位置。当然,用熟了以后就好了。第二,同档次的支架系统,赤道仪会比地平式支架贵一些。第三,一般而言,赤道仪会比经纬支架体积大不少,也要笨重不少,这样它的便携性就会差一些。比如有些经纬支架小到可以集成到三脚架顶部,一个三脚架包就都背走了,而再小的赤道仪恐怕也无法和三脚架放到同一个三脚架包里。如果你在自己家里观测还好,要是需要外出去别的地方观测,你就会意识到便携性是多么的重要。第四,如果你极轴对得不准(就是赤道仪赤经轴的指向距离天极有一定的误差),那么你跟踪一个天体时就会发现也需要两个轴都转才能跟踪,只不过赤纬轴需要转的量比较小而已。最后,赤道仪即使能电动跟踪,但要是电机和赤道仪的跟踪精度不够,同样会出现跟踪误差,要用这样的赤道仪进行天体摄影也不会太轻松,而高精度的赤道仪价格则一般非常昂贵。因此,赤道仪虽然好用,但在好用性提升比较有限的情况下牺牲掉一定的经济优势和便携优势究竟值不值得,还需要你根据经济情况和观测目的做出自己的选择。如果非要我给一个建议,那我只能说:“你看好的那一台望远镜套装里的是什么装置就要什么装置吧,这样最省心!”不过,无论是地平支架还是赤道仪,一定要有微调装置才好用(已经实现了完全电动控制的中高端支架系统又另当别论,这种系统往往没有手动的微调装置),这一点购买时务必要问清楚。
  
       关于反射式和折反射式望远镜
  
       在这里我们只对这两种望远镜的特点进行一个简单说明,以后有机会再详细介绍,其中有些概念看不懂也没关系,知道结论就行了。
  
       反射式望远镜是制造成本最低的,但由于光路关系它的目镜在镜筒进光口的那一侧,不太符合普通人对望远镜的使用习惯。入门级的反射镜价格非常便宜,但成像的清晰锐利程度不如同级别的折射镜,虽然没有色差,但一般会有球差和彗差,由于其副镜的存在还需要经常调较光轴,维护起来相对麻烦。不过由于其价格有优势,在手头比较紧的情况下还是可以考虑的。
  
       折反射式望远镜集合了折射和反射这两种形式的优点,又比较好的克服了两者的缺点,不过其制造难度更大,价格相对较贵。另外折反射式望远镜的焦距都比较长,观测一些暗淡而面积较大的天体时效果可能不会太好,用于天文摄影的难度也相应较大,不过对于观测和拍摄月球、大行星等亮天体效果却非常好。
  
       还有一点值得一提,就是在你的器材和观测水平升级后,原来的折射镜往往可以很容易的作为导星镜继续发挥作用,而反射镜和折反射镜要想作为导星镜,其难度会更大一些。
  
       到这里,你基本上已经可以着手调查自己应该买一台什么样的望远镜了。关于望远镜的其他附件我们会在后面的文章中具体介绍,反正你只要购买正规公司的产品这些附件一个都不会少。如果想买望远镜的同好在本文的帮助下购买了自己的第一台望远镜,并且在使用了一段时间后觉得还比较满意的话,那就是笔者莫大的荣幸了。

       观测攻略之四——初试望远镜

就是这台望远镜各主要部件分解图,从左到右、从上到下分别为三脚架、赤道仪、载物盘、
配重及连接杆、主镜(含抱箍)、寻星镜(含寻星镜支架)、90度立像天顶反射镜、目镜、
微调螺杆等。
观测攻略之四——初试望远镜
  
       经过前面的指导,也许你已经购买了你的第一台望远镜,并迫不及待的想要马上用它来进行观测了。不过不要着急,你还需要先在白天花上两三个小时时间仔细练习一下望远镜的组装、调试和使用,才不至于到了晚上手忙脚乱。
  
       实际动手组装望远镜之前,我建议你认真阅读一遍原厂附带的“使用说明书”,尤其是当你第一次使用望远镜的时候。

       阅读说明书是一个很好的习惯,正规厂家的说明书会详细说明包装箱里所有的部件都是干什么的,并有图示指导你如何组装和使用,这样会让你相对于自己摸索而言少走很多弯路,并从一开始就能对望远镜的基本部件有一个清晰的认识。
  
       不过,如果你因为各种原因没有得到说明书,或者说明书过于简略,又或者想了解关于望远镜系统的更多信息,那么,请继续往下看。我们将以一台典型的赤道式折射小望远镜为例来手把手教你如何组装、调试和使用。
  
       ●第一步,将三脚架展开后放到地上,并安装载物盘。
  
       常见的三脚架有两类,一类是本例的这种,整体为一体化设计,中部有载物盘托架进行展开角度的限制(以免展得过开而垮掉),载物盘直接安放在托架上再用螺帽固定。这类三脚架使用非常方便,直接往地上一放将三条腿往外拉至最大角度,再把载物盘装上去即可。不过有的载物盘是三角形的(本例就是如此),因此装上去时要先错开一定角度,再往里转正入槽(如图2所示),这样载物盘能顶住托架的可弯折部分,三脚架就不会因为不小心的碰撞而向内收拢了。
  
       另一类三脚架是三条腿分体式设计的,安装时要分别用螺丝将其拧在经纬支架或赤道仪的底座上,其载物盘一般是挂钩式的,需要手动调整三条腿的角度再将载物盘挂上,三条腿向外扩展和向内收拢的限位都靠载物盘本身来完成。这类三脚架的安装显然比上一种要麻烦得多,因此现在越来越少见了。
  
       ●第二步,安装赤道仪,对极轴。
  
       安装过程非常简单,直接将赤道仪“坐”在三脚架上,从下端用螺丝拧紧即可。这个螺丝有的直接和三脚架做到了一起(本例就是如此),这样省得单独存放和保管。也有的是和三脚架分离的单独一个大螺丝,这样的设计便于三脚架在必要时连接其他赤道仪,因此这两种设计各有优劣。另外,本例中的三脚架在侧面还有一个小螺丝用于进一步锁定赤道仪,也需要拧紧。
  
       接下来要进行一个非常重要的步骤——对极轴。赤道仪要想正常工作,必须将自己的赤经轴方向对准北天极,这个过程称之为对极轴。精确对极轴比较麻烦,也需要相对较好的器材支持,对于本例这种使用入门级小赤道仪进行目视观测而言,只需要粗对极轴就可以了,这只要求你知道观测地的方向和地理纬度。如图3所示是本例所使用的赤道仪,在赤道仪底座的上方有一个醒目的地理纬度刻度盘,从0到90度,刻度盘上方有一个小箭头指向刻度盘(如图4所示)。我们只需要拧松锁紧螺丝和限位螺杆,将那个小箭头指向对应当地纬度的示数,再把锁紧螺丝拧紧,限位螺杆轻轻拧到拧不动为止(拧这个不要使太大劲,因为它不是起锁紧的作用,而是起限位和微调的作用。至于它起作用的原理,我建议有条件的读者自行研究一下,这里就不再赘述了)。在纬度刻度盘上的那个旋转轴就是赤经轴,它的指向就是极轴方向,在粗对极轴的情况下只需要把极轴方向大概的对着北方就可以了。赤经轴上方与之垂直的旋转轴是赤纬轴,赤纬轴顶部就是和望远镜主镜相连的平台或者卡槽。赤经轴和赤纬轴也都有自己对应的锁紧螺丝,松开之后两个轴就可以自由旋转。有的赤道仪还配备有微调装置,用于在锁紧的状态下微调两个轴的方位,具体用法后面详谈。
  
       ●第三步,安装配重。
  
       在安装主镜之前,我们应该先装好配重。配重一般由重锤和连接金属杆组成,先将连接杆拧在赤纬轴下端对应的螺口里,然后拧掉金属杆另一端的防重锤滑落的保护装置,将重锤穿入连接杆中部,拧紧,再将防滑落装置拧回。重锤里一般设计有一小段可自由滑动的短金属杆,这种情况下需要锁紧螺丝在下方时才能将重锤穿入连接杆,具体原因手头有赤道仪和重锤的同好一看实物便知,不再赘述。






       ●第四步,安装主镜及相关附件
  本例中的主镜是通过抱箍连接到赤道仪上的。如图5所示,抱箍下方的突出部分正好能卡在赤道仪顶部的卡槽里,拧紧卡槽侧面的螺丝就能将其固定。一些载重量较大的赤道仪卡槽的侧面可能有一大一小两个螺丝,拧紧的时候应该先拧大螺丝再拧小螺丝。主镜直接放在抱箍里,扣上抱箍拧紧螺丝就能锁定主镜。有的镜子没有设计单独的抱箍,而是直接在主镜上固定了一个突出部分卡在赤道仪的卡槽里,这种设计虽然省事,但是灵活性却很差。         主镜和抱箍分开设计的话,抱箍可以自由连接其他粗细差不多的望远镜,主镜也可以方便的连接其他抱箍。在后面谈到的调平衡的过程中,分体设计在赤纬轴的调节上也要方便和安全得多。另外,有的抱箍和赤道仪之间是直接通过螺丝和螺口连接的,这需要使用六角螺丝刀用于拧紧(原配的附件里会有一把),比较麻烦,不过稳定性最好,因此多见于一些高档赤道仪。
  主镜装好后,我们就可以在其尾端直接装目镜了。不过考虑到多数情况下我们观测的天体地平高度都比较高,望远镜也会仰得比较厉害,这个时候直接在尾端装目镜会让观测变得非常难受(有可能需要蹲得很低同时头又要往上抬),因此我们需要在主镜和目镜之间插入一个小的辅助设备——90度立像天定反射镜,其内部是一个普通的平面镜,将光路进行90度的转向,这样我们就可以从侧上方很舒服的观测天体了。
  寻星镜也是一个重要的辅助工具。寻星镜短小精悍,放大率低,视场大,用于粗略定位目标天体的位置非常方便。寻星镜通过支架和主镜相连,本例的寻星镜支架是利用螺丝拧在主镜上的(如图6所示),另有一类支架通过卡槽方式和主镜连接。寻星镜支架前后两个箍圈各有三颗小螺丝用于调节寻星镜的指向,其作用后面详谈。
  微调螺杆是本例中的又一辅助工具。如图7所示,赤道仪的赤经轴和赤纬轴处各有一根光滑的小金属杆向外伸出,我们只需要将微调螺杆套进小金属杆,并将锁紧螺丝对准金属杆上的凹槽拧紧,就可以在相应的那个轴锁紧的情况下,通过旋转微调螺杆进行该轴的微调。另外有一些赤道仪直接设计有微调旋钮,这样就更省事了。
  ●第五步,调节整个系统的平衡
  到这里,我们已经可以开始尝试进行观测了。但要是想让接下来的观测变得更轻松和舒服,我们还需要首先调节系统的平衡。
  首先调节赤纬轴的平衡。在所有必要附件都安装到位的情况下,拧松赤纬轴,将主镜放平,这时主镜的两端就像天平的两端一样,如果有一端重,那一端就会下沉(如图8所示),这时我们要做的就是松开主镜的抱箍,前后移动主镜的位置以令其达到平衡(如果抱箍和主镜一体化设计,这时就只能松开赤道仪卡槽上的锁紧螺丝来进行前后移动,比较麻烦和危险)。有时由于摩擦的原因即使有一端重也不易下沉,这时我们就需要用手拨动主镜的两端,通过运动到停止的过程来判断两端的平衡情况。听起来好像很复杂,实际动手试一下就会发现非常简单。赤纬轴的平衡一开始不用调得太精确,因为有一个原因会让你不久后还要再次调节。
  赤经轴的平衡是通过调节重锤在金属杆上的位置实现的(在这里重锤就像一个秤砣),具体调节方法和赤纬轴类似,这个一开始就可以调得精确一些,后期变化空间不大。

   



       ●第六步,随意指向远方的目标,调焦。
  给定一台望远镜以后,其物镜的焦距就固定了,但对应后端不同的目镜,加不同的附件,以及观测不同距离的目标,目镜和物镜之间的距离也要有相应的变化。因此,所有的常规望远镜都设计有调焦装置。
  调焦很简单,通常是通过转动调焦座的旋钮改变主镜后端调焦筒往外伸的长度来实现的(如图9所示。另有一种调焦方式多用于折反射式望远镜,具体情况今后有机会再详谈),有的调焦装置上还有专门的锁焦螺丝用于锁定焦点。
        在这里,建议你将望远镜随意的指向远方的目标,感受一下调焦的过程;然后固定目标,使用不同的目镜,感受一下不同目镜下焦点的变化;再固定一个目镜(建议用焦距最长的目镜),改变不同距离的观测目标,感受一下此时焦点又是如何变化的。
  另外,由于调焦会令后端的调焦筒往外伸,因此会破坏赤纬轴上的平衡(相当于后端的力臂变长了),这时就需要我们在焦距调得差不多的时候,重新调一次赤纬轴的平衡。赤经轴的平衡则不受影响。(想一想这是为什么?)
  ●第七步,调节主镜和寻星镜的平行。
  这是正式观测前的最后一项准备工作了。所有天体都被看作是无限远处的目标,因此要想让寻星镜发挥作用,必须令它和主镜指向同一个方向,或曰它和主镜要平行。调节平行的方法是:用主镜强行找到一个尽可能远的目标(白天可以使用远方的塔尖,晚上可以使用远方的灯),将其放到视场中央,并将赤经和赤纬轴锁紧,然后调节寻星镜支架那两个箍上的六颗小螺丝,将该目标调到寻星镜中央的十字叉丝交点上。这是一个非常考验耐心和细心的步骤,没有任何捷径可走。另外,地面目标终究不能被看作是无限远目标,因此到这里只能算粗调,真正要将平行调得很精确必须使用天体进行进一步的细调。再有,有时晚上观测时找不到明亮的地面目标,必须直接用天体来调节,这时需要注意的是,在你的赤道仪没有电动跟踪的情况下,当你用主镜找到天体并将其调到寻星镜中央的时候,天体在主镜中早已偏离了中心,这时就需要反复的调节主镜和寻星镜的位置才能最终实现平行。建议你尽量找靠近北天极的亮星来调节,它们相对来说移动得更慢。这个过程是辛苦的,但当你一旦调整成功,后面的观测就可以做到“指哪打哪”——用寻星镜找到目标并将其放到十字叉丝中央,这样它就自然出现在主镜的视场里了。
  在完成了本文所述的“七步走”之后,你终于作好了观测前的所有准备。今晚,就扛着你的望远镜,来到户外,将它指向你感兴趣的目标吧!









[ 本帖最后由 时空 于 2008-11-5 11:18 编辑 ]
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发表于 2008-9-8 10:58:22 | 只看该作者
看不到图片。
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发表于 2008-9-8 17:51:35 | 只看该作者
你自己写的吗????图也是你的吗???
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发表于 2008-9-8 19:34:22 | 只看该作者

图文并貌

经典!  
5#
发表于 2008-9-15 12:29:28 | 只看该作者
再发一遍图啊。。。。
6#
发表于 2008-9-19 18:12:32 | 只看该作者
我也看不到图...
7#
发表于 2008-9-25 18:15:46 | 只看该作者
赞赞  junmao
8#
发表于 2008-9-29 14:09:58 | 只看该作者
9#
发表于 2008-10-22 22:14:16 | 只看该作者
不要那么发帖,注意了!
10#
发表于 2008-10-29 00:26:19 | 只看该作者
很好,很经典,学习!!!!
11#
发表于 2008-10-29 12:16:16 | 只看该作者
我自己删了,OK?
12#
发表于 2008-10-29 12:19:35 | 只看该作者
应把这个帖子加精再顶制
13#
发表于 2008-10-29 12:22:31 | 只看该作者
注意事项
A、 任何情况下,先用寻星镜寻找物体,因为寻星镜的视角更大,这样可以极大加快您的粗调的速度。
B、 一般情况下,先装低倍目镜,在逐渐提高您所需要的倍数,当您换目镜时要进行必要的调焦。
C、 不要被您看到的上下、左右颠倒的图像所困扰,对天文望远镜来说这是一个正常情况。

4、有效观察须知
如果望远镜第一次拿到户外置于比室内温度低的空气中,须过几分钟再使用它---因为温差会使透镜蒙上雾气。 15-20分钟后这个现象会消失。如果您的眼睑或手指触到目镜,要用不起毛的布轻轻的擦拭目镜,以防出现模糊图像。大约需要30分钟您的瞳孔才能放大适应黑暗,因而夜间使用望远镜,在半个小时后您能看见暗得多的天体。

5、可能影响观测结果的各种因素
观测结果好坏并非全取于望远镜的光学性能,还有许多因素同样影响着影像的品质。
A、 包围着地球的大气总是在运动着,这种大气的移动、旋转,在高倍率下特别会造成不良影像,或许过几个夜晚之后,观测的情况会好转。
B、 地球表面的热气,也会造成空气的波动而使得影像扭曲、变形,造成观测情况会很差。
C、 望远镜与星体及地平线构成的观测角对观测效果的影响很大:若被测星体接近于地平线,目标将会模糊不清。
D、 光源的污染:尽可能在无光的环境下使用您的望远镜(例如:街灯下、房间灯光下等等),高倍率天文望远镜对光线是非常敏感的,在靠近市区,亮光的影响更明显,似乎许多星星都会在靠近市区的上空消失。
E、 月光也可能是影响观测的另一个因素,刺眼的满月或明亮的月光会使附近的星星或行星模糊不清,而月亮本身在黑暗与天明之间是最佳观测状态。
F、 尽量避免从打开窗户观测(更不可以透过关闭的窗户观测),特别是在寒冷的季节,室内、外温差大,会使观测品质最差。
G、天空中堆积的云层无法穿透观测,但这此云会经常移动的。
H、星星闪动是因为空气的对流所致,这也会影响观测。

切记,在任何情况下,都不要通过寻星镜或主镜筒直接观察太阳,否则会严重损伤您的眼睛。
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发表于 2008-10-29 12:25:37 | 只看该作者
1.1 工作原理

天文望远镜是一种令人惊奇的仪器,它可以使远处的目标看起来很近。为了更好地理解天文望远镜的工作原理,我们先考虑一下这样一个问题:为什么用裸眼看不到远方的目标呢?例如,为什么用裸眼看不到50米处的硬币呢?答案很简单:因为远方的目标在视网膜上的呈像没有占据足够的位置。如果您有一双很大的眼睛,可以聚集到更多由远方目标发出的光并且在您的视网膜上形成明亮的像,那么,您就可以看到这个目标。望远镜的两个光学件就可以帮助您将这一假设变为现实:

物镜,它可以把远方目标发出的光会聚到焦点上(在焦点上呈像);
目镜,它把物镜焦点上的像放大,使之在您的视网膜上呈像。这和放大镜的原理一样,它把小的物体放大后在您的视网膜上呈像,这样小的物体看起来就变大了。

天文望远镜的主要部件是:主镜筒、物镜、目镜。主镜筒的作用是:固定物镜,使之与目镜保持恰当的距离;阻止灰尘、湿气和干扰像质的杂光。物镜的作用是聚光和在焦点处呈像。目镜的作用是把物镜焦点处的像放大后在您的视网膜上呈像。

1.2 天文望远镜的种类

按照光学结构的不同天文望远镜可分为许多不同的种类,但比较常用的是两种:折射式天文望远镜(用光学透镜做物镜)和反射式天文望远镜(用曲面反光镜做物镜)。尽管两者可以达到一样的效果,但它们的光学结构是完全不同的。

折射式天文望远镜:折射式天文望远镜通常采用两片或多片镀膜透镜组合而成的消色差物镜。一般来讲,制作大口径(100mm以上)的组合透镜是非常困难的,所以常见的折射式天文望远镜的口径都不超过100mm。

反射式天文望远镜:反射式天文望远镜的物镜是一曲面反射镜(主镜)。在物镜的光路上放置了一个呈45度倾斜的小平面反光镜(副镜)以把物镜反射的光线转向镜筒一侧的目镜。反射式天文望远镜相对比较容易做到大的通光口径。这就意味着反射式天文望远镜可以有很强的聚光能力,可以用以观测昏暗的深空目标,以及用以天文拍照。

1.3 光学性能

天文观测者应根据观测目的的不同来选用不同的天文望远镜。一般说来,普及性的天文观测多属于综合性的,要考虑"一镜多用"。选择天文望远镜时,一定要充分了解它的基本光学性能。评价一架望远镜的好坏,首先要看它的光学性能,其次看它的机械性能。天文望远镜的光学性能一般用下列指标来衡量:

有效口径(D):指物镜的有效直径,常用D来表示;也即望远镜的通光直径。望远镜的口径愈大,聚光本领就愈强,愈能观测到更暗弱的天体,它反映了望远镜观测天体的能力,因此,爱好者在经济条件许可的情况下,应选择较大口径的望远镜。在天文望远镜的规格描述中,通常要标出它。

焦距(F):望远镜的焦距主要是指物镜的焦距。同样,在天文望远镜的规格描述中,也要标出它。

相对口径(NA): 相对口径又称光力,它是望远镜的有效口径D与焦距F之比,它的倒数叫焦比(F/D)。有效口径越大对观测行星、彗星、星系、星云等延伸天体是非常有利的,因为它们的成像照度与望远镜的口径平方成正比;而流星等所谓线形天体的成像照度与相对口径A和有效口径D的积成正比。故此,作天体摄影时,应注意选择合适的有效口径A或焦比。一般说来,折射望远镜的相对口径都比较小,通常在1/8~1/20,而反射望远镜的相对口径都比较大,通常在1/3.5~1/12。

视场(ω):天文望远镜的视场大约是目镜视场和天文望远镜的倍率的比值。望远镜的视场与倍率成反比,倍率越大,视场越小。不同的口径、不同的焦距、不同的光学系统,决定了望远镜的视场的大小。

倍率(M):天文望远镜的倍率等于物镜焦距与目镜焦距之比,也等于物镜入射光瞳与出射光瞳之比。因此,只要变换不同的目镜就能改变望远镜的放大倍数,但由于受物镜分辨本领,大气视宁静度及出瞳直径不能过小等因素的影响,望远镜的放大倍率也不是可以无限制的增大;一般情况应控制在物镜口径毫米数的1-2倍(最大不要超过300倍)。不少人提到天文望远镜时,首先考虑的就是放大倍率。其实,天文望远镜和显微镜不一样,地面天文观测的效果如何,除仪器的优劣外,还受地球大气的明晰度和宁静度的影响,受观测地的环境等诸因素的制约。而且,一架天文望远镜有几个不同焦距的目镜,也就是有几个不同的放大倍率可用。观测时,绝不是以最大倍率为最佳,而应以观测目标最清晰为准。
分辨本领: 指望远镜能够分辨出的最小角距。目视观测时,望远镜的分辨角=140(角秒)/D(毫米),D为物镜的有效口径。望远镜的分辨本领由望远镜的分辨角的倒数来衡量。望远镜的分辨率愈高,愈能观测到更暗、更多的天体,所以说,高分辨率是望远镜最重要的性能指标之一。

贯穿本领:指在晴朗的夜晚,望远镜能看到的最暗弱的恒星星等。贯穿本领主要和望远镜的有效口径有关。在无月夜的晴朗夜空,我们人的眼睛一般可以看见6等左右的星;一架望远镜可以看见几等星主要是由望远镜的口径大小决定的,口径愈大,看见星等也就愈高(如50毫米的望远镜可看见10等星,500毫米的望远镜就可看到15等的星)。
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发表于 2008-10-29 12:26:46 | 只看该作者
一、固定式天文望远镜

  固定式天文望远镜一般都装在天文圆顶室或其它观测室内,当安装调试完毕后,一般不再轻易搬动。

1、固定式装置
  固定式天文望远镜的装置稳定、可靠,结构比较复杂,有较高精度地调整极轴使之位于子午面(南北平面)并指向北天极、并能牢靠锁定的结构,以保证望远镜极轴稳定地、精确地指向北天极。

固定式装置所采用机械装置形式最为多样,其中德国式、叉式、地平式都被广泛采用,但一般以德国式比较常用。德国式装置的优点是结构稳定、镜筒及接收器的换用较为方便,这些优点在固定式装置中得到充分的发挥。
  当然,对于一些反射望远镜及折反射望远镜,特别是口径大于500mm大型望远镜,叉式结构还是很有利的并应用得很广泛的 。

  2、固定式望远镜的转仪钟
  固定式望远镜的转仪钟一般精度与自动化程度都相当高。它的传动系统必须稳定、可靠,末级蜗轮(或齿轮)的直径一定要与望远镜的口径相当,且一般要求模数较大、精度较高。选择时应充分注意这一点。望远镜一定有自动跟踪系统,并且赤经、赤纬传动一定有慢动及微动。从可靠的角度来考虑,快动采用手动比较有利,但随着计算机技术的普及,应用计算机寻星及演示时,则要求望远镜的快动必须是电动。由于固定式望远镜的驱动装置不必为电源负荷担忧,因此无论是同步电机、直流电机或步进电机驱动系统都被广泛应用。

  3、固定式望远镜的光学系统
  原则上讲,所有的天文望远镜光学系统都可以用于固定式望远镜中,但是,固定式望远镜的稳定性要求高,对于折射望远镜来讲则优点最多。如:
  (1)光轴稳定。折射镜镜头装在1个稳定的镜框内,长时间使用不会变动。
  (2)透光性不易改变,使用寿命特别长。
  (3)维护、装修比较简单。
  (4)比较壮观。通俗地讲就足看起来像个大型望远镜。
  (5)同等口径下,因为其没有中间反射的元件而通光量大于反射或折反射望远镜。
但是,同等口径条件下,折射镜的价格将是最高的,因为镜筒长,其它的所有构件都要加大,成本就高。此外,镜简长,观测室就得大,增加建设费用。
此外,普通单位采用的折射望远镜的口径不宜太大,一般不超过200mm。6m的圆顶室内可容纳的折射望远镜的最大口径约为250mm。若要求更大口径,建议采用反射望远镜或折反射望远镜。

二、便携式天文望远镜

  绝大部分天文爱好者都希望拥有一台轻便结实、性能优良、拆装调方便、而且价格不太高的便携式天文望远镜。由于城市内光污染严重,要想得到一张高质量的天文照片,必须携带仪器到农村或山上去(当然有条件者在光污染少的地区建立天文台,安装较大的望远镜又当别论)。
  星迹、黄道光等的拍摄,需要有一座稳固的且携带方便的照相机或摄像机三角架,一般购买国产的三角架即可,使用任何品牌的135相机或120相机均可,照相机焦距一般选用28~80mm。


  1、便携式装置
  便携式装置一般采用德国式或叉式两种,脚架采用伸缩式或拆装式,一般以伸缩式较为方便。由于便携式要求轻便而不失稳定,三角架一般用铝合金制成。为实现稳定,三角架的截面要宽大,但管壁则不必太厚,三角架的横撑对稳定度起着重要的作用。
  (1)德国式装置不仅广泛用于小型折射望远镜中,同时也应用于折反射和反射望远镜中。由于相对口径较小的折射望远镜在同样口径的各类望远镜中焦距最长,因而它作为便携式望远镜中一般口径不能太大,相对口径在1/12左右的折射镜一般口径不宜超过100mm,否则就过于笨重;而对于反射或折反射望远镜则当别论,拿短镜筒的折反射望远镜来说,甚至可将便携式望远镜的口径做到300mm(当然,300mm口径的便携式望远镜一般都须有两人以上拆装)。德国式装置对于业余观测者来讲,最大的好处在于可以根据拍摄天体对象的不同,“随心所欲”地更换不同的镜筒和接收器。
  (2)叉式装置一般仅用于折反射望远镜。由于这种装置没有笨重的平衡锤,因此在同等口径的望远镜中自重较轻,再加上赤纬系统有两个固定点,赤经传动系统的末级也可做得较大而十分稳定,精度也比较容易做得高,因此叉式装置在便携式望远镜中十分重要,为很多业余观测者所青睐。
  不过,叉式结构最大的缺点是不能任意调换镜筒及接收器,平衡问题较难解决。

  2.便携式望远镜的转仪钟
  便携式望远镜的转仪钟设计中一般须考虑重量与精度的匹配,有时为了减轻重量而不得不降低一些精度。一般来讲,便携式望远镜的跟踪精度不及固定式的高,末级蜗轮(或齿轮)也小于固定式。便携式望远镜的如要长时间曝光拍摄,需靠不停地导星来提高拍摄精度。
  对于电机选用,小功率的直流电机、步进电机及同步电机都在可选范围。由于便携式望远镜经常要在没有市电供应的地方观测,电池或蓄电池供电的将作为首选。
  便携式望远镜的转仪钟一般仅有“恒动”(即与天体周日运动同步的跟踪转动)为电动,其余快、慢、微动均为手动,但具备慢、微电动的转仪钟,将会对拍摄时的导星带来很多方便之处。近来,单片机控制的小型转仪钟控制器已问世,这对于寻星及导星带来很大的方便。例如美国Meade LX200 GPS-SMT望远镜(固定与便携两用式),与全球定位系统(GPS)联网,实现定位、校准、寻星、跟踪的全自动控制,将望远镜的控制提高到世界顶级水平(详见 “相关文章”中“美国Meade LX200 GPS-SMT望远镜简介”一文)。



天文望远镜的维护与保养

天文望远镜是精密仪器,维护的好坏直接影响到望远镜的使用和寿命,故必须要专人使用、专人保管,非专业人士不要轻易拆卸与修理。

1、光学系统的维护
  (1) 保证望远镜放置在通风、干燥、洁净的地方;所有的目镜、棱镜、二次成像镜及其它小的光学零附件,不使用时应放入带干燥剂的干燥箱或干燥缸内,同时要时常注意更换新的干燥剂。在雨雪天、风沙、湿度大(超过85%)的天气均不要使用望远镜,也不要打开物镜盖,特别是对于无密封窗的反射望远镜,灰沙是最大的敌害。在南方的霉雨季节可将镜筒两头用不透气的塑料袋扎紧,内部放置袋装的干燥剂(不要接触镜头),并注意经常替换新的干燥剂,以保持物镜的干燥。

  (2) 光学镜面上如有灰尘等脏物,应用吹耳球轻轻吹去,不能用嘴吹,以免唾沫溅到镜面上;也千万不要用布和硬毛刷去擦拭,以免损坏镀膜层与镜面;光学镜面上千万不要用手去摸,留下的指印往往会腐蚀镜面而造成永久性痕迹。若一旦不慎留下指印须尽快清擦,应当用无水乙醇和乙醚各50%的混合液滴在干净的脱脂纱布上,从镜面中心按顺时针或逆时针方向轻轻地向镜面边缘转擦(只能向一个方向轻擦,不能来回擦),并不断更换脱脂棉球,直到擦净为止。望远镜镜面除平时注意保护外,应不定期的进行清洁,对透镜切勿使用有机溶剂,以免损坏增透膜;对镀铝反射镜面,尽量不要擦拭,以免铝膜受损或脱落。

(3)便携式望远镜尽量不要在雾气很重的森林边、水边及海边观测,若迫不得已必须观测的话,观测完后应尽快按上述方法擦拭一遍。

(4)反射望远镜的反射镜面应定期(一般情况下1~3年)进行镀膜,以保证反射镜面具有良好的反射率。

大型与高档望远镜的维护与保养最好请天文单位的专业人员协助进行。

2、转仪钟的维护

(1)望远镜的机械及跟踪系统是属于高精度的传动系统,但由于其转速较慢,一般不需要经常维护,只是要按照说明书的要求,不要过载使用并定期加入同样型号的润滑油(脂);若润滑油(脂)的型号不同,请将原来的润滑油(脂)用煤油等清洗干净后再加入新的润滑油(脂),注意千万不要将不同类型的润滑油(脂)混合使用。有条件的单位或个人,如能在使用几年后,请专业人员重新清洗、加油、调整,将是十分有益的。

(2)望远镜的控制系统应不定期的进行检查,使用时应严格按照说明书的要求操作,平时应防止水滴、水汽、异物进入电路部分,电池长期不用应取出保存好。
3、电控系统的维护
  望远镜的电控系统因型号、功能的不同而差别甚大,但使用维护的注意点基本相同:

  (1)检查输入的交流电压是否和望远镜的额定电压相同,使用直流电源时也应注意电池组或蓄电池的额定电压是否与望远镜电控要求一致。

  (2)在大功率驱动电路中,请注意大功率管的散热片不要相碰短路,以免烧坏管子。

  (3)所有电源或电控线不要硬拉和随意交叉,以免断路。
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