西安电子科技大学物理光学与应用光学ppt39

1、10.4 望远镜结构及其原理 一、基本结构二、光束限制三、分辨本领四、放大本领 1、视角放大率 2、有效视角放大率五、聚光本领六、望远镜的物镜一、基本结构望远镜1、Kepler望远镜结构望远镜结构2、Galileo望远镜结构望远镜结构眼睛眼睛xaFe目镜目镜Fo物镜物镜Fe(Fo)物镜和目镜均由正透镜物镜和目镜均由正透镜构成构成, ,镜筒内存在实像。镜筒内存在实像。可设置视场光阑，消渐晕可设置视场光阑，消渐晕可设置分划板可设置分划板, ,测量物体大小测量物体大小v系统成倒像系统成倒像目镜由负透镜构成目镜由负透镜构成, ,镜镜筒内不存在实像。筒内不存在实像。系统结构紧凑，筒长短系统结构紧凑，筒长

2、短, ,成正立像成正立像v不可设置分划板不可设置分划板, ,测量物体大小测量物体大小v存在渐晕存在渐晕目镜目镜FeFo物镜物镜Fe (Fo)眼睛眼睛二、光束限制望远镜以以Kepler望远镜为例望远镜为例 孔径光阑孔径光阑：物镜框。物镜框。 Fe目镜目镜Fo物镜物镜Fe(Fo)-w-wfo视场光阑视场光阑孔径光阑孔径光阑视场光阑视场光阑：通常：通常设置在物镜的像平面上。设置在物镜的像平面上。 视场光阑的大小视场光阑的大小等于物方视场角与物镜焦距等于物方视场角与物镜焦距的乘积。的乘积。出瞳出瞳D三、分辨本领望远镜1、分辨极限、分辨极限q0ss-xaA(F)NumF22. 1 / 22. 1sDfo

3、望远镜物镜像面上刚好望远镜物镜像面上刚好能够分辨的两点的最小能够分辨的两点的最小距离距离。2、表示、表示FNum称为物镜的称为物镜的F数数, D/fo称为相对孔径。称为相对孔径。 D/22. 1:0角分辨极限1、视角放大率望远镜放大本领wwtantan-w-ww wFe目镜目镜Fo物镜物镜Fe(Fo)fofeeoff-Fe目镜目镜Fo物镜物镜Fe(Fo)fofeD/2D/2DD-2、有效视角放大率望远镜放大本领使用望远镜要求使用望远镜要求: (1)、望远镜、望远镜光学系统的性能得到充分的利用光学系统的性能得到充分的利用; (2)、没有、没有赝像赝像; 视角放大率的要求视角放大率的要求: 望远镜

4、的角分辨极限经望远镜放大后能够被望远镜的角分辨极限经望远镜放大后能够被眼睛分辨。眼睛分辨。 103 . 2/140/60DD实际望远镜的视角放大率为上式的实际望远镜的视角放大率为上式的1.52倍倍 五、聚光本领望远镜 设望远镜光学系统的基本设望远镜光学系统的基本亮度为亮度为L0,则像面的照度为则像面的照度为:U出瞳出瞳Dxo(F)-xaAsin220UnLHi)/1 () /(2220pooifDLH-2NumF/1iH六、望远镜的物镜望远镜物镜参数物镜参数: 相对孔径和焦距。相对孔径和焦距。物镜的结构物镜的结构: 折射式折射式/反射式和折反射式反射式和折反射式。 折射式折射式 以透镜为主要构

5、成元件以透镜为主要构成元件. 双胶合物镜双胶合物镜同时校正轴上球差和色差同时校正轴上球差和色差.双分离物镜双分离物镜同时校正轴上球差和色差同时校正轴上球差和色差.F1F1 (F2)F1反射式物镜望远镜的物镜 以反射面为主要构成元件以反射面为主要构成元件. 无色差无色差,易于制成大孔径结构易于制成大孔径结构.轴外像差难校正轴外像差难校正Newton系统系统主镜主镜:抛物面抛物面;次镜次镜:平面镜平面镜Gregory系统系统主镜主镜:抛物面抛物面;次镜次镜:椭球面椭球面Cassegrain系统系统主镜主镜:抛物面抛物面;次镜次镜:双曲面双曲面FFFC折反射式物镜望远镜的物镜在反射式结构中增加透射元

6、件来校正像差在反射式结构中增加透射元件来校正像差施密特系统施密特系统反射镜反射镜:球面镜球面镜+校正板校正板马克苏托夫系统马克苏托夫系统反射镜反射镜:球面镜球面镜+分离弯月透镜分离弯月透镜曼金系统曼金系统反射镜反射镜:球面镜球面镜+紧贴弯月透镜紧贴弯月透镜FFCF例题例题望远镜望远镜例题1、有一架开普勒望远镜目镜焦距为有一架开普勒望远镜目镜焦距为100mm，出瞳直径，出瞳直径D4mm，求当望远镜，求当望远镜视角放大率分别为视角放大率分别为10和和20时，物镜和时，物镜和目镜之间的距离各为多少目镜之间的距离各为多少?假定入瞳为物镜假定入瞳为物镜框，物镜通光口径各为多大框，物镜通光口径各为多大?(忽略透镜厚度忽略透镜厚度) 例题例题望远镜望远镜例题2、有一架开普勒望远镜，视角放大率有一架开普勒望远镜，视角放大率为为6，物方视场角为，物方视场角为8度，出瞳直径度，出瞳直径D5mm，物镜和目镜之间距离，物镜和目镜之间距离L140mm假假定孔径光阑与物镜框重合，系统无渐晕，求：定孔径光阑与物镜框重合，系统无