如何选择天文望远镜,关于折射镜,反射镜,折返镜
发布网友
发布时间：2022-04-26 09:48
共1个回答
热心网友
时间：2022-06-27 00:12
业余爱好者和入门级，建议选择非专业镜就可以了。
通常价格在1000-2000元左右的中低端天文望远镜就可以满足要求。从成本费用考虑，可选择的类型多为折射式和反射式两类。当然如果对于天文非常热爱，对于观测效果要求高，就选择中高端望远镜吧。专业镜非常昂贵，一般是专业观测才用。
折射式、反射式和折返式各有优缺点，需要根据观测目标选择，适合自己的就最好。
天文望远镜通常是由一个长焦距物镜(主镜)将天体的影像聚焦,再在焦点附近用一个(短焦距)目镜把这个影像放大。一般可分为折射望远镜、反射望远镜及折反射望远镜三大类。
1. 折射式望远镜 (Refractor)
折射式一般式采用开普勒光路（一般加有消色差物镜组），成象效果很不错，失真很小。适合人群广，但口径受限（口径大小对成本影响极大，大口径望远镜成本高得吓人），所以这类望远镜多是小口径或中小口径型的。
一般折射望远镜的物镜,是由两块不同折光率的玻璃镜片组成,以减少色差,使红蓝两色的影像聚在同一焦点上,这类镜头称为消色差镜头(Achromatic lens)。严格来说,这类镜头影像外围仍有一个很淡紫色的光晕（见图1）。
图1 天文望远镜的折射镜色差图
为了减少镜头的球面差(Spherical aberration),彗形像差(Coma)及像散(Astigmatism),一般可将焦比值增大,因此一般折射望远镜的口径与焦距比(焦比)起码在f10至f16之间。折射望远镜的结构见图2。
图2 天文望远镜折射镜结构图
较高级的镜头,是由三块不同折光率的玻璃镜片组成或采用较低色散的玻璃(ED)或甚至采用萤石晶体来制造,可消除红、绿、蓝三色的色差。这些镜头称为复消色差镜头(Apochromat)。它们的口径与焦距比可以达到f5。使到望远镜的长度缩短及重量较轻,使用较为方便,但售价十分昂贵。由于折射望远镜筒可以密封,所以维修保养方面较为方便,更适宜于搬往野外使用,同时亦不受镜筒内气流的影响。由于镜头起码由两块玻璃组成,所以成本(要磨制四块镜面)较同口径的反射望远镜昂贵。市面上一般售卖的小型天文望远镜,多属折射望远镜。
折射式的口径相对小、焦距相对长、实现倍数相对高，较适合观测单体行星及细节。保养方便，操作也简单。中低端的折射镜价格相对便宜，比较适合初学者。
上述实现倍数是相对而言，天文望远镜的倍数和目镜直接相关。配备的目镜不同倍数就不同，不可一概而论。对于入门级天文爱好者，建议选择折射式。市场上一般1600元左右的折射式基础配置已经很好了，成像效果也很棒。能看到月球表面的环形山、土星、木星及木星卫星等，还可以观景，能看清一两公里外空调的商标。
2. 反射望远镜 (Reflector)
反射式以牛顿反射式光路为主，用凹面反射镜代替凸透镜物镜。这类望远镜口径可以做到很大，甚至可以做到10M以上口径，相同口径的较折射镜成本低许多。但由于打磨工艺的影响，成像有慧差，效果受温度影响较折射镜大许多。不便于维护，操作也没折射镜顺手，但由于采用往返光路缩短了镜筒，便于携带。
反射望远镜是利用一块镀了金属(通常是铝)的凹面玻璃聚焦,由于焦点在镜前,所以必须在物镜焦点之前用另一块镜将影像反射出镜筒外,再用目镜放大。反射望远镜没有色差(因不用透过玻璃故无色散),但有其它各类的像差。如将反射凹面磨成抛物线形(Parabolic),则可消除球面差,但受彗形像差的影响严重,故边缘部份仍觉松散。现时一般中小型的反射望远镜有下列二种型式:牛顿式 (Newtonian，见图3)。
图3 天文望远镜-反射镜示意图
利用一块与光轴成45度平面镜(Flat or diagonal)作为副镜(Secondary)将影像反射至镜筒前侧。这种结构最为简单,影像反差较高,亦最多人选用,通常焦比在f4至f8之间。卡赛格林式(Cassegrain，见图4)。
图4 天文望远镜-反射镜示意图
利用一块双曲面凸镜(Convex hyperboloid)作为副镜,在主镜焦点前将光线聚集,穿过主镜一个圆孔而聚焦在主镜之后。因为经过一次反射,所以镜筒可以缩短,但视场较窄,像散较牛顿式严重,同时有少许场曲(Curvature of field)。 由于反射式望远镜只要磨制一个光学面,所以以同一口径而论,价钱较折射镜为廉。普通天文爱好者,拥有150mm、200mm口径的为数不少,反射式望远镜同时可以自己磨制。但因为镜筒不可能密封,所以主镜很易受烟尘影响,故难于保养,同时受气温与镜筒内气流的影响较大,搬运时又很易移动了主镜与副镜的位置,而校正光轴亦相当繁复,带起来不甚方便。此外副镜座的衍射作用会使较光恒星的星像出现十字或星形的衍射纹,亦使影像反差降低。
反射式的口径大,焦距短,实现倍数相对低,比较适合看大面积的星空,观测视野大,但需要定期镀膜（通常是数年一次）。
市场上1500元左右的反射式天文望远镜能看到月球表面的环形山、土星、土星光环、木星、木星云带和木星卫星等。有的型号相对口径和观测视野大，可以接上相机，已经达到拍摄星云的最低口径要求。
3. 折反射望远镜(Catadioptric telescope)
这是一类同时利用折射与反射原理的望远镜，是1930年由施密特(Schmidt)发明用作天文摄影。主要是利用一球面凹镜作为主镜以消除彗形像差，同时利用一非球面透镜(Aspheric Iens)放于主镜前适当位置作为矫正镜(Corrector)以矫正主镜的球面差。这样可以得出一个阔角(可达40一50度)的视场而没有一般反射镜常有的球面差与彗形像差，只有矫正镜做成的轻微色差而已。摄影用的施密特望远镜，焦比方面可以做到很小(通常在f1至f3间,最小可达〞0.6)，因此很适宜于星野及星云摄影。不过唯一的缺点是有一定的场曲，因此底片必须同样变曲来适应(用特别的底片座承接)，同时底片是放在望远镜筒内，故此只能逐张放入。
一般天文爱好者用的是施密特卡式折反射望远镜(Schmidt-cassegrain，见图5)。
图5 天文望远镜-折返镜
利用一块凸镜作为副镜，在主镜焦点前将光线聚集，穿过主镜一个圆孔而聚焦在主镜之后。因为经过一次反射，所以镜筒可以缩短，通常焦比在f6.4至f10之间。除了施密特卡式(Schmidt-cassegrain)外及还有马克苏托夫(Maksutov)设计都是利用矫正镜及利用一块凸镜作为副镜，在主镜焦点前将光线聚集，穿过主镜一个圆孔而聚焦在主镜之后。近年十分流行的折反射望远镜如"Celestron”及“Meade”都是利用施密特卡式(Schmidt-cassegrain)原理构成，而"Questar"、“Meade”的ETX系列及"Intes"则利用马克苏托夫式原理。折反射望远镜的镜身短、焦距长、焦点在主镜后,视场亦相当平坦,镜前由矫正镜密封,故不论使用或保养都十分方便,质素方面不错(但不及牛顿式,尤以反差方面)。
折返式集折射和反射优点和缺点于一身，便携性更好，但价格上也相应高出很多。
