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天文望远镜培训知识一)购买天文望远镜常见的几个问题经常会碰到天文爱好者问：我想买天文望远镜，到底买怎样的好？这个问题实在不好回答，因为不同的爱好者水平、经济能力等因素各不相同。要给出同样的答案勉为其难。这里我整理了十个有关问题，希望能给他们一点帮助。 问题一：我该不该买望远镜？答：如果你无法在夜空中识别五个以上的星座，就不该买望远镜。因为即使你买了，你也找不到星。问题二：我什么时候该买望远镜？答：1、你已经认识十五个以上的星座，并开始为天天看那些星座感到单调重复。 2、了解一些望远镜的相关知识（如双筒望远镜和天文望远镜各自的优点和缺点；三类天文望远镜折射式、反射式、折反射式的优点和缺点；影响望远镜性能的六大因素） 3、你已经用过别人的望远镜，知道它的优点，以及存在什么缺点。 4、如果不买望远镜，你会吃不香，睡不着。问题三：我该买什么样的望远镜？答：一个天文爱好者最好有一台双筒镜和一台天文望远镜。有人觉得要先买双筒镜，有人却说应该先买天文望远镜，其实是仁者见仁，智者见智。两种望远镜都有各自的长处，带给人的乐趣也完全不同。问题四：用于天文观测的双筒望远镜怎样选择？ 国产5080口径（50以下口径的双筒镜集光不够多，更适合观景用），放大倍数715倍（倍数过大不单会使视场变暗，而且手持观测会抖晃得厉害），单层膜最好选蓝膜。价格2001000元。选择国内大厂的产品相对好一些。最好多挑选，因为即使是国内大厂，由于装配水平参差不齐，观测效果也有很大差异。建议不要选择变倍双筒镜，要获得和定倍双筒镜同样的光学质量，它的价格会贵5倍。问题五：我该选什么样的天文望远镜？ 对于初级爱好者选6080口径的折射镜，应配两组以上目镜（如30X、60X），手动赤道仪，价格5001000元。主要用于目视观测。要注意的是，对于每一台望远镜，都有它合适的放大倍数。超过这个放大倍数并不能增强分辩能力，反而会感觉物体变得很暗，难以看清。像6080口径的望远镜，合适的放大倍数应小于100倍，200倍的放大倍率几乎什么都看不到。不要被它标称的放大倍数所迷惑。 中级爱好者选100口径以上的折射镜，或120以上的反射镜、折反射镜。稳固的自动跟踪赤道仪。可以进行天文摄影。问题六：到底要买折射镜还是反射镜、折反射镜？ 同样价钱的条件下，能买到的反射镜口径最大，折射镜口径最小。折射镜锐利，易于使用和维护，但有色差。反射镜集光力强，无色差，但不够锐利，使用和维护都不容易。折反射和反射镜基本类似，但在相同物镜焦距的条件下，相对以上两者镜筒要短得多，便于携带。三种望远镜都有各自的优缺点。问题七：买望远镜还要考虑哪些因素？好的光学质量。望远镜种类的选择。物镜口径的选择。物镜焦距的长短。这个参数影响望远镜的光力，以及用主焦点拍摄时天体的成像大小。稳固的脚架。是否使用标准接口的配件。是否便于携带。俗话说，好的望远镜是经常使用的望远镜，如果你买了个很难移动的“大家伙”，它只会成为摆设。问题十 ：其他要注意什么问题？在当地寻找一个爱好者俱乐部或团体，听取别人的经验。购买合适的星图学习相关的天文知识二)天文望远镜的光学系统和结构根据物镜的结构不同，天文望远镜大致可以分为三大类：以透镜作为物镜的，称为折射望远镜；用反射镜作为物镜的，称为反射望远镜；既包含透镜，又有反射镜的，称为折反射望远镜。往往有的天文爱好者买了一块透镜，以为这就解决了望远镜的物镜问题。其实，一块透镜成像会产生象差，现在，正规的折射天文望远镜的物镜大都由24块透镜组成。相比之下，折射天文望远镜用途较广，使用方便，比较适合做天文普及工作。反射望远镜的光路可分为牛顿系统和卡塞格林系统等。一般说来，对天文普及工作，特别是对观测经验不足的爱好者来说，牛顿式反射望远镜使用起来不太方便，其物镜又需经常镀膜，维护起来也麻烦。折反射望远镜是由透镜和反射镜组成。天体的光线要受到折射和反射。这类望远镜具有光力强，视场大和能消除几种主要像差的优点。这类望远镜又分施密特系统、马克苏托夫系统和施密特卡塞格林系统等。望远镜按光学结构主要分三大类型：折射式、反射式、及折反射式。折射镜 外貌及内部 光学构造折射式望远镜十七世纪初由科学家伽利略发明，是最早出现的望远镜。当时的折射镜十分简单，镜筒上端是单片凸透镜片，另一端焦点位置则用一片凹透镜片作为目镜把成像放大，所以成像出现很大色差，极影响成像的清晰度，直至后期消色差物镜被发明，望远的质素才大为改善。消色差物镜基本上由两片不同折射率的玻璃透镜组成?z见右上图?，达到消除色差效果。现代的折射镜都是采用消色差物镜组合低品质或玩具的例外，更高要求的则采用三镜片物镜，或使用低色散玻璃，如萤石玻璃等来制造物镜，但这类望远镜售价十分高昂。目前，技术水平较高的厂家以传统标准光学玻璃制造的消色差物镜己达到颇理想效果，近年由于技术提高和产量增加，供应业余爱好者的商品售价更较多年前便宜。反射镜 外貌及内部 光学构造反射式望远镜折射镜出现后约半个世纪 1668年, 科学家牛顿发明了反射镜，所以这类 望远镜一直以 牛顿式反射镜 Newtonian 称呼。当时牛顿认为折射镜的透镜做成色差，影响成像的清晰度，所以发明了反射镜，因为反射镜不会做成色差现象。牛顿式反射镜是由一块凹反射主镜及一块平面副镜组成，平面副镜放置在镜筒前端成 45 度角，光线进入镜筒后，经主镜反射回前端的副镜再屈折 90 度至镜筒外侧聚焦成像，再经目镜放大。所以牛顿式反射镜是在镜筒上端外侧观看见上图。牛顿当年的反射镜采用铜材料制成主镜，后来才发展至采用玻璃并披上金属银作反射膜，现今的主镜和副镜都是镀上铝金属膜和加上保护膜，望远镜可使用很长时间而无须重镀反射膜。牛顿式反射镜是三类型望远镜中最易制造的一种，所以业余者自制天文镜也造反这款型式，对于家生产来说，牛顿式反射镜自然是售价最便宜，所以亦较多入门者选用。 折反射镜 外貌及内部光学构造折反射式望远镜是二十世纪才发明的望远镜，这类望远镜有两类开式，一类是施密特卡式?zSchmidt Cassegrain?，另一类是马克苏托夫式?zMaksutov?，但大多数厂制望远镜都以施密特式为主，原因是施密特式的矫正透镜较易生产大口径，所以这类望远镜在口径上有很多选择，而大口径的马克苏托夫望远镜生产困难及售价非常昂贵，所以商品 都以小口径为多。施密特卡式望远镜由反射主镜副镜，及矫正透镜三部份组成。镜筒前端的矫正透镜?zCorrector?看似平面镜，但实际是高技术磨制的一片呈波浪型微凹透镜，反射主镜中心则开有一圈孔，以便光线经副镜反射后穿过主镜在镜后聚焦，由于光线在折反身镜内来回反射及由副镜延长焦距的作用，所以折反身镜的镜筒设计可以很短，即使口径较大，望远镜仍可以便于携带，这是折反射镜的最大优点。三) 折射反射望远镜的优缺点望远镜由物镜和目镜组成，接近景物的凸形透镜或凹形反射镜叫做物镜，靠近眼睛那块叫做目镜。远景物的光源视作平行光，根据光学原埋，平行光经过透镜或球面凹形反射镜便会聚焦在一点上，这就是焦点。焦点与物镜距离就是焦距。再利用一块比物镜焦距短的凸透镜或目镜就可以把成像放大，这时观察者觉得远处景物被拉近，看得特别清楚。O=物镜E=目镜f =焦点fo=物镜焦距 fe=目镜焦距 D=物镜口径d =斜镜折射镜是由一组透镜组成，反射式则包括一块镀了反光金属面的凹形球面镜和把光源作 90 度反射的平面镜。两者的吸光率大致相同。折射和反射镜各有优点，现分别讨论。折射和反射望远镜的选择折射望远镜的优点 1.影像稳定 折射式望远镜镜筒密封，避免了空气对流现象。 2.彗像差矫正利用不同的透镜组合来矫正彗像差(Coma)。 3.保 养折射望远镜的缺点1.色 差不同波长光波成像在焦点附近，所以望远镜出现彩色光环围绕成像。矫正色差时要增加一块不同折射率的透镜，但矫正大口径镜就不容易。2.镜 筒 长为了消除色差，设计望远镜时就要把焦距尽量增长，约主镜口径的十五倍，以六?伎诰都扑悖?便是七?瞻氤?而且用起来又不方便，业?N?u镜者要造一座这样长而稳定度高的脚架很是困难的一回事。 3.价 钱 贵光线要穿过透镜关系，所以要采用清晰度高，质地优良的玻璃，这样价钱就贵许多。全部完成后的价钱也比同一口径的反射镜贵数倍至十数倍。反射望远镜的优点1.消 色 差任何可见光均聚焦于一点。2.镜 筒 短通常镜筒长度只有主镜直径八倍，所以比折射镜筒约短两倍。短的镜筒操作力便，又容易制造稳定性高的脚架。3.价钱便宜光线只在主镜表面反射，制镜者可以购买较经济的普通玻璃去制造反射镜的主要部份。反射望远镜缺点1.遮 光对角镜放置在主镜前，把部份入射光线遮掉，而对角镜支架又产生绕射，三支架或四支架的便形成六条或四条由光星发射出来的光线。可以利用焦比八至十的设计减低遮光率。2.影像不稳定开放式的镜筒往往?a生对流现象，很难完满地解决问题。所以在高倍看行星表面精细部份时便显出不容易了。3.主镜变形温度变化和机械因素，使主镜变形，焦点也跟?舾谋洌?形成球面差，球面差就是主镜旁边缘和近光轴的平行光线聚焦於不同地方，但小口径镜不成问题。4.保养镀上主镜表面的铝或银，受空气污染影响，要半年再镀一次。不过一块良好的真空电镀镜面可维持数年之久。折射望远镜由二块透镜组成，总共要磨四边光学面，反射望远镜只需要磨一边光学面，所以制造反射式望远镜花费较少时间。技术精良的话，一副自?u的六?伎诰斗瓷渫?远镜质素随时超过市面出售的三?颊凵渫?远镜。 至于选择何种类形的望远镜则视乎个别天文爱好者的需要和喜爱而定。通常一枝四?家韵碌恼凵渫?远镜已足够作普通观测研究的用途。若果兴趣是观察行星或双星，便应该设计八?伎诰抖?放大倍数高的反射望远镜，因为如此大口径的折射镜十分难制造，价钱非常昂贵，而且又非常笨重。 从经济和难度考虑，初学者最适宜自制反射式望远镜。反射望远镜的设计 反射望远镜有数种设计，现在只谈谈结构简单的牛顿式。 牛顿式望远镜最主要的结构是一块镀上反射物质的球面或物面玻璃。球面镜作用是把星星来的平行光反射聚焦一点，然后靠一块细小光学平面镜放置于焦点前，把光作90度角的反射至望远镜筒的边缘，再由一块凸透镜将形像放大，便获得普通望远镜应有之效果。不过球面镜中心和旁边的反射角不同，故此成像并不完全聚焦于同一点上，而形成球面差；但物面却可矫正这缺点，使离开光轴较远的光线也可以同时聚於焦点上，因此实际上牛顿式望远镜主镜乃物线面。 球面差 物面设计望远镜时要考虑到它的实际用途，我们是用来观察抑或是摄影的，我们要求的放大倍数等等，这便要介绍一下影响望远镜用途的各种因素。焦比(Focal Ratio)望远镜放大倍数不能无限制的增加，即目镜不能太短；最短约四毫米，主镜焦距亦不能太长，究竟焦距长度如何决定呢？通常焦距和物镜直径的比例不能超过一个数值，它们的比值称为焦比，焦比是用来表示望远镜的特性的指标，焦比即照相机上的光圈，焦比值多数定於2.5 和 1 1 之间。例如六?纪?远镜焦距最长可达 66 ?迹?最短是 15 ?肌?焦比的限制是和望远镜的曲率有关，焦比大，球面和物面值相差不远，主镜磨成球面便行。但焦比太大，镜筒便会很长，搬运不方便，脚架制作也不容易。焦比短，球面主镜便不能把平行光聚于一点，形成球面差，那时要将球面修改成物面就颇费功夫。另一方面，照相曝光时间和焦比的平方成正比，所以焦比值越小曝光时间越短，拍摄暗星体时便很有用，故多用作观测或拍摄星云、星团。焦比大，焦距长度增加，放大倍率高，故此多用作观测行星。 集光本领(Light Gathering Power)望远镜口径愈大，集光力愈强，可以看见星星的数目亦增加，集光力是望远镜收集光线比眼睛强多少倍的意思。集光本领乃望远镜物镜直径平方和瞳孔直径平方之比。人的瞳孔，日间受光影响，故收缩，晚上则尽量扩大，直径伸缩由四毫米至八毫米，平均值是七毫米。 望远镜比肉眼大上许多倍，以一枝150 毫米即六?伎诰斗瓷渚道醇扑悖?就比肉眼看东西明亮 495 倍。当然望远镜口径大还可以观察到更加暗的星星，口径和星等的关系如右。人的瞳孔是固定的，所以要增加集光本领就唯有向物镜直径打主意，造一枝大口径望远镜。但大口径镜的球面和物面值相差颇大，一定要磨成物面，初学者未掌握好磨镜技术的话，应该以小口径开始。另外大口径望远镜又必须做一座重型精密、稳定性高的脚架，否则在调校光轴，对准星体时就会出现困难。而机械制作所花的时间可能远比磨镜还多，这样可令至初学者兴趣慢慢减低。而搬运如此重的装备往郊外观测也很成问题。经历数次辛劳后，望远镜可能被放置在屋角去渡其晚年 。直直集光本?I?O限星等毫米倍星等2.5638110.837611811.2410020411.8615045913.0820082013.310250130013.812300180014.214350250014.516400330014.818450410015.120500510015.3分 辨 本 领 (ResolvingPower)集光本领，放大倍数并不能表达望远镜的质素，望远镜质地取决于它的分辨本领，它就是分开两颗很相近的双星的最高能力。分辨力高，星像清晰的六?季祷嵩侗戎坏眉?光力强的大口径十?季凳涤玫枚唷煳墓鄄煲?求光学质素最高，若大口径镜只看见模糊的星像，用处就不大，只可用来看看风景吧! 英国业?N天文学家杜氏(Dawes)根据观测双星的经验，计算出望远镜口径的最高分辨能力，这就是著名的杜氏极限(Dawes Limit)。六?伎诰锻?远镜，分辨本领最高是0.76 弧秒，虽然因星空观察受大气流动影响，而会使分辨本领降至一弧秒，但已经比肉眼只可分辨两颗距离一弧分以上双星的能力要大上六十倍。以天文爱好者的需要和能力来决定，初学者最适宜自制一枝六?伎诰叮?48 ?冀咕啵?焦比是八的牛顿式望远镜，因为主镜只需要磨成一个球面，镜筒短，脚架制造比较容易。若喜欢轻巧和方便携带的可造一枝120 毫米口径，720 毫米焦距，即 f/6 的望远镜。直直分 辨 本 ?I毫米弧秒2.5631.823761.5241001.1461500.7682000.57102500.46123000.38143500.33164000.29184500.25205000.23四)如何使用天文望远镜记得小时侯，电视机和空调还远不像现在这么普及，炎热的夏夜里大家就到庭院里避暑纳凉。抬头望天，总是繁星点点。那美丽晶莹的星空便深深地印入脑海，难以忘怀。后来，上学读书，在课本上认识了伽利略，才知道用望远镜可以看得更远。1608年望远镜的诞生是人类文明史上的一件大事，对社会、科学、文化的发展产生了深远影响。物换星移，如今科技日新月异，望远镜早已不是仅供少数人从事科学研究之用的稀罕之物，而是成为人们休闲放松、培养情趣、启蒙教育的好帮手。随着生活水平的提高，大批充满好奇心的青少年朋友和怀揣儿时梦想的成年人陆续加入到天文爱好者的行列之中。但是面对市场上种类繁多的望远镜，刚入门的爱好者如何使用它们呢？ 支架及主镜安装 造房子没有坚实的地基，再漂亮的房屋也只是空中楼阁好看不中用，使用望远镜也是一样的道理。业余天文望远镜的质量一般超过千克，重的可达到几十千克，一个稳固的支架才能最大限度发挥望远镜的功效。而许多初学者常常忽视这一问题，往往将注意力放在镜筒上。为了获得较好的观测效果，天文观测活动通常在野外开展，如果风速较大（这种情况常常出现，特别是在山上）而支架又不稳固，别说享受观星乐趣，眼睛还得跟着受累。支架的微小震动，会被望远镜放大几十到几百倍，你看到的景象便是目标天体在视场中剧烈晃动，无法进行观测。望远镜的支架分为地平式经纬仪和赤道仪两种。地平式经纬仪轻便、架设简单、容易调试，适用于初学者培养观察天体的兴趣，就是观测时需要不断调整微动手柄追踪天体目标。赤道仪则适用于大倍率行星观察和天文摄影。 地平式经纬仪：一般是两段伸缩式，操作非常简单。首先，展开脚架，根据您的身高调整支架高度并锁紧固定钮；接着，将镜筒环与经纬仪连接，别忘了上紧螺丝；然后把主镜装入镜筒环并固定。若镜筒较重，应由两人协同完成较为稳妥。最后，安装水平和垂直微动手柄。使用时，先松开水平、垂直固定钮，将镜筒指向目标后旋紧两个固定钮，再转动两个微动手柄作最后的位置调整。 赤道仪则一般供有一定观测经验的爱好者使用。但笔者并不反对初学者使用，只是要特别小心。这里仅向大家介绍使用最广泛的德式赤道仪。赤道仪架设较经纬仪复杂 一般过程如下： （1）展开三脚架，调整高度。 （2）赤道仪本体与三脚架台连结。 （3）安装重锤杆和镜筒环。 （4）旋紧赤经、赤纬固定钮，安装镜筒和重锤。 （5）赤经、赤纬轴平衡。调整重锤位置及数量平衡赤经轴，松开镜筒环调整镜筒位置平衡赤纬轴。两轴平衡很重要，否则轻则影响跟踪精度，重则可能损坏赤道仪内的齿轮部件。 （6）连接跟踪马达控制器、电源。 （7）对极轴。对于一般的目视观测，调整极轴水平、仰角位置，将北极星放入极轴，望远镜就可以认为是对好极轴了。使用时，先松开赤经、赤纬固定钮，将望远镜对准目标，再旋紧固定钮，然后依靠赤经、赤纬微调旋钮或控制器微动按钮进行位置微调即可。 主镜与寻星镜同轴调整 望远镜架设好之后，还要调整寻星镜与主镜同轴。 (1)主镜装上低倍目镜，对准远处目标(例如楼房、水塔、树等)将其调整至视野中央。 (2)调整寻星镜支架上的固定螺丝(通常是3颗）使主镜所对准的目标也位于寻星镜十字丝交叉处。 (3)检查主镜视场，若目标有偏移，重新调整至视场中央，再调整寻星镜。重复上述过程直到主镜与寻星镜视场中心重合无偏移。 主镜与寻星镜处于同轴状态后，寻找天体目标就很方便了。先通过寻星镜，调整望远镜对准目标所在的大致方向，再通过微调将天体目标导入目镜视场。 关于双筒镜及建议 观测星云星团，可以从小型双观测者往往本能的屏住呼吸以保持静止，结果是造成大脑缺氧，影响观测的效果。所以保持身体的放松和自然顺畅的呼吸也是很重要的。 使用望远镜时，应轻轻转动调焦器手轮进行对焦。用力要均匀，速度不应太快，达到最大行程后不要继续转动手轮，以免损坏调焦器。遮光罩如果是伸缩式的，请将其拉出。 望远镜使用后，请盖上镜头盖、目镜座后盖，以防止灰尘进入。收好目镜、寻星镜等附件，望远镜、赤道仪、经纬仪、附件最好放置在定做的带衬垫的铝箱内，以便运输、保管。 最后，提醒爱好者注意，不要在没有防护措施的情况下，通过望远镜、寻星镜看太阳、这可能导致你的眼睛遭到永久性伤害。 光轴调整 一般望远镜出厂时，光轴都已筒镜望远镜开始。7X50或10X50规格的双筒镜可以观测暗至10等的恒星（共计30多万颗），不但价格便宜，而且视场广阔、便于携带。浏览银河是这类望远镜的最佳用途，还能观测到几十个气体星云以及疏散星团和球状星团。用双筒镜观测是入门爱好者熟悉天空的最好途径之一，还能为以后的天文实践打下扎实的基本功。国外许多业余爱好者外出观测时都带一台双筒镜。 下面再向爱好者提供一些建议： （1）至少常备一份星图，印刷质量要好，方便携带。 （2）经常查阅天文期刊或浏览网上天文论坛，及时获取信息。若当地有业余天文组织，请积极加入，大家取长补短，共同进步。 （3）外出观测，请带足御寒衣物和通信工具，最好结伴而行，注意安全。 （4）谦虚谨慎，胆大心细，不耻下问，相信你定有收获。五) 天文望远镜购买指南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。一般来说,望远镜可分为折射望远镜、反射望远镜及折反射望远镜三大类。 折射式望远镜 (Refractor) 折射望远镜与赤道仪 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。 a. 蓝光焦点 b. 黄光焦点 c. 红光焦点 折射望远镜的红、绿、蓝三色的色差 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。 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。 折射望远镜的结构 牛顿式反射望远镜与赤道仪 反射望远镜 (Reflector) 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) 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。 卡赛格林式反射望远镜的结构 牛顿式反射望远镜的结构 卡赛格林式或简称卡式 (Cassegrain) 卡赛格林式反射望远镜 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。 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。 折反射望远镜 (Catadioptric telescope) 施密特卡式折反射望远镜与赤道仪 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)，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)。六) 天文望远镜的选择、维护与保养我们已经知道天文望远镜按光学系统可分为折射式、反射式与折反射式；按机械装置可分为地平式与赤道式；现在要告诉你的是：按使用时的安装方式又可分为固定式及便携式两种，而固定便携两用式兼有以上两种的特点。在选用时，请注意以下的介绍： 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2880mm。 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。 ()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13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 （）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。 （）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。七)月球观测指南对广大天文爱好者来说，掌握月球的光学观测，实为一技之本。由于月球的视面大，表面清晰可辨，可观测的项目多，而且通过认真的观测，比较容易获得观测成果，因此，月球观测是进行天文普及教育的最生动最真实的活动。380年前，枷里略发明了望远镜后首先把望远镜指向了月球，就获得了惊人的发现。过去，许多月面观测都是由素质极高的天文爱好者来承担的，其中不少人以此方面的成就跃居月面学家。观测仪器的选择这里所说的光学观测，指的是通过天文望远镜的观测。那么，用什么类型的天文望远镜观测月球最理想呢?首先谈谈对光学系统的要求；因为月球属于有延伸面的天体，主要是观测月面的细节。所以天文望远镜的分辨本领要强才行。分辨和望远镜的有效口径有如下的关系：6140/D、D为有效口径，以毫米表示。若要分辨月面1角秒的细节，则望远镜的有效口径起码得140毫米才行。当然，这也绝不只是一味追求望远镜的口径大，聚光多。而前题是要求望远镜光学系统消除色差、球差和彗差。一般来说，较优良的折射望远镜物镜都是由两块透镜组成，目的就是为了消除这三种差。同时，折射望远镜的相对口径通常在1/151/20。它们的焦距长，底片比例尺(也就是底片上天体的线大小)较大。而反射望远镜的相对口径往往在1/3.51/5，比折射望远镜大。反射望远镜产生的仪器散射光也比折射望远镜大。因此，一般说来，折射望远镜比反射望远镜更适合月球观测。施米特一卡塞格林式和马克苏托夫一卡塞格林式望远镜也适宜观测月球。诚然，质量好，并且视场较小的反射望远镜也可以观测月球。折射望远镜物镜口径不要小于5厘米，反射望远镜物镜口径不要小于10厘米。其次，对机械系统的要求，最好是有跟踪的赤道装置。只有这样，才能进行上述各项系统观测。第三，对目镜系统的要求是应备有多种目镜。目视观测要定位绘图，有十字丝装置的目镜较理想。如果有动丝测微器就更好了。观测地和天气的选择为了尽量获得高清晰度的月面细节，最大限度地发挥天文望远镜的本领，观测地点和天气状况的选择是很关键的。1、观测地点：望远镜不要直接架在水泥地面上。尤其是夏季，水泥地面的气流变化大。冬季也不要架在有雪水的地面上。观测地要尽量减小外界的震动和烟尘的污染。最理想的是望远镜处在居高临下，周围或观测方向上是草地、或水域、或泥土地的开阔区域。2、天气：一般说来，雨雪过后的晴天，大气的透明度极佳，然而，宁静度往往极差，这时拍下的月球照片，远不如目视清楚。这就要观测者根据本地小气候的规律，掌握观测时机。观测方法从前面所述观测项目可以看出，我们主要观测的是月面形态。为此，只介绍目视观测和照相观测。目视观测目的就是认识月面环境，了解特殊结构，进而绘制月面图。什么样的月相最适宜目视观测呢?人们往往迷恋于满月的多姿，陶醉于它柔和的光辉。其实，这时通过天文望远镜观测，它光强刺眼，细节完全不清，月视观测最好的日于是弦月前后。这时月光抚媚，立体感很强，月面就像石膏艺术品一样，呈现在观测者面前。目视观测用多大的放大倍率月镜呢?选择目镜主要考虑两点：其一，选择适当的放大倍率，而不是越大越好。我们知道，眼睛对目镜视场内细节的分辨本领约为2角分。如果你要观测月面1角秒的细节，必须把它放大到2角分以上才行。也就是要选用放大120倍以上的目镜。从衍射理论看，只要能看清天体望远镜就算发挥了最大本领。要想再追求高倍率也无济于事。而且，由于大气抖动，要想看清02角秒以下的细节，那是根本不可能的。观测月球最好的放大率为有效口径的15-3倍的数值。显然，望远镜的有效口径越小，选用的放大率也相应的要低。其二，放大率越高，视场越小，视场越暗。一位月面学家说得好：-对月球的观测，清晰比大小更有价值。-因此，每次观测前，根据观测目的，选用几种目镜试一试，然后从中再定。如果要绘图，首先应定比例尺，画出预定的月轮，绘出月面中央子午线和东西线。有条件的还要算出(或查出)、月球的球面位置：月球自转轴的方位角P，通过视面中央于午线的经度L0，视面中心的纬度B0。绘制时，要从靠近月轮中心区的特征开始。对一些重要细节结构，应用测微器测出位置和大小。目前天文学家已编制出几种月面详图。天文爱好者们通过自己的观测对月面的认识会更深刻，更有意义。照相观测只要有一般摄影常识，通过天文望远镜进行照相观测是不成问题的；照相观测可分为两类：全月面照相和局部放大照相。关键是要弄清月亮在底片上成象的尺寸。这与所用望远镜的焦距有关。即有关系式：d3F?tg(/2)，d为底片比例尺，F为物镜焦距；以毫米表示，为月亮在天球上的角直径，大约为30角分。若你的望远镜物镜焦距为1000毫米，则在焦平面处的月亮直径约9毫米。南京天文仪器厂生产的120折反射望远镜的物镜焦距为1500毫米，则月亮在底片上的直径约13毫米。不同月相的露光时间是不一样的。往往有人以为满月的面积是弦月的两倍，亮度自然也是两倍。实际上决不是这样简单的比例关系。测量表明，满月亮度是弦月亮度的12倍左右。若以满月的亮度为100计算，将月亮在几种位相角时的亮度列于下表：位相角（度）亮度（满月前/满月后）0100(满月)/100(满月)3046.6/46.36021.1/21.1908.3/7.81202.5/2.61500.4/0.41800.0(朔)/0.0(朔)这里讲了一般的情况，关键还得通过自己的实践，多练习，多总结，逐步摸索经验，提高水平，不断集聚成果。八安全观察太阳 日偏食 日环食 日全食太阳观察是十分危险的，因为太阳不只放射出强烈的可见光，它的光球层也放射出红外线与紫外光。紫外光不但可以晒伤皮肤，它也会对眼睛的视网膜迅速造成伤害。人类的眼睛只要直接观看太阳几秒，就可以造成永久伤害，甚至眼盲。如果透过没有适当减光设备的望远镜观察太阳，后果更不堪设想。太阳仅可以在日全食的极短期间能够用肉眼安全观看。日偏食及日环食就绝不能在没有采取特安全范措施观看。甚至当在日全食的偏食阶段，太阳的表面被遮掩了99% 时，剩下新月形的光球层，它也可以对眼睛造成伤害。不要试图用肉眼观察任何日偏食或环食阶段的太阳。日偏食、日环食和日全食的偏食阶段所需要用的设备，技术和防范与一般太阳观察相同。最安全的最廉价是采用投影法。投影法是把太阳的影像投射至白色纸板上。最简单的是用二块硬纸板做一个投影器。在其中一块硬纸板钻出一个小孔，并在另一块硬纸板上贴上一张白色纸。将两块纸板举向天空，有孔的一块放在前面及对准太阳，使太阳光通过小孔投射在白纸上。透过望远镜或双筒望远镜同样能够进行投影的。首先将仪器对准太阳，绝对不要透过望远镜的接目镜或侧边的寻星镜来观看，而应该把仪器上下前后移动，直到它在地面上的阴影是在最短的状态，此时太阳应该位于或至少接近于视野中。(须确定没有人会透过接目镜来观看，特别是那些可能不晓得此种危险性的幼童。)一旦