西安電子科技大學(xué)物理光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)ppt39

1、10.4 望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)及其原理 一、基本結(jié)構(gòu)二、光束限制三、分辨本領(lǐng)四、放大本領(lǐng) 1、視角放大率 2、有效視角放大率五、聚光本領(lǐng)六、望遠(yuǎn)鏡的物鏡一、基本結(jié)構(gòu)望遠(yuǎn)鏡1、Kepler望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)2、Galileo望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)眼睛眼睛xaFe目鏡目鏡Fo物鏡物鏡Fe(Fo)物鏡和目鏡均由正透鏡物鏡和目鏡均由正透鏡構(gòu)成構(gòu)成, ,鏡筒內(nèi)存在實(shí)像。鏡筒內(nèi)存在實(shí)像?？稍O(shè)置視場光闌，消漸暈可設(shè)置視場光闌，消漸暈可設(shè)置分劃板可設(shè)置分劃板, ,測量物體大小測量物體大小v系統(tǒng)成倒像系統(tǒng)成倒像目鏡由負(fù)透鏡構(gòu)成目鏡由負(fù)透鏡構(gòu)成, ,鏡鏡筒內(nèi)不存在實(shí)像。筒內(nèi)不存在實(shí)像。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，筒長短系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，筒長

2、短, ,成正立像成正立像v不可設(shè)置分劃板不可設(shè)置分劃板, ,測量物體大小測量物體大小v存在漸暈存在漸暈?zāi)跨R目鏡FeFo物鏡物鏡Fe (Fo)眼睛眼睛二、光束限制望遠(yuǎn)鏡以以Kepler望遠(yuǎn)鏡為例望遠(yuǎn)鏡為例 孔徑光闌孔徑光闌：物鏡框。物鏡框。 Fe目鏡目鏡Fo物鏡物鏡Fe(Fo)-w-wfo視場光闌視場光闌孔徑光闌孔徑光闌視場光闌視場光闌：通常：通常設(shè)置在物鏡的像平面上。設(shè)置在物鏡的像平面上。 視場光闌的大小視場光闌的大小等于物方視場角與物鏡焦距等于物方視場角與物鏡焦距的乘積。的乘積。出瞳出瞳D三、分辨本領(lǐng)望遠(yuǎn)鏡1、分辨極限、分辨極限q0ss-xaA(F)NumF22. 1 / 22. 1sDfo

3、望遠(yuǎn)鏡物鏡像面上剛好望遠(yuǎn)鏡物鏡像面上剛好能夠分辨的兩點(diǎn)的最小能夠分辨的兩點(diǎn)的最小距離距離。2、表示、表示FNum稱為物鏡的稱為物鏡的F數(shù)數(shù), D/fo稱為相對孔徑。稱為相對孔徑。 D/22. 1:0角分辨極限1、視角放大率望遠(yuǎn)鏡放大本領(lǐng)wwtantan-w-ww wFe目鏡目鏡Fo物鏡物鏡Fe(Fo)fofeeoff-Fe目鏡目鏡Fo物鏡物鏡Fe(Fo)fofeD/2D/2DD-2、有效視角放大率望遠(yuǎn)鏡放大本領(lǐng)使用望遠(yuǎn)鏡要求使用望遠(yuǎn)鏡要求: (1)、望遠(yuǎn)鏡、望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)的性能得到充分的利用光學(xué)系統(tǒng)的性能得到充分的利用; (2)、沒有、沒有贗像贗像; 視角放大率的要求視角放大率的要求: 望遠(yuǎn)鏡

4、的角分辨極限經(jīng)望遠(yuǎn)鏡放大后能夠被望遠(yuǎn)鏡的角分辨極限經(jīng)望遠(yuǎn)鏡放大后能夠被眼睛分辨。眼睛分辨。 103 . 2/140/60DD實(shí)際望遠(yuǎn)鏡的視角放大率為上式的實(shí)際望遠(yuǎn)鏡的視角放大率為上式的1.52倍倍 五、聚光本領(lǐng)望遠(yuǎn)鏡 設(shè)望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)的基本設(shè)望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)的基本亮度為亮度為L0,則像面的照度為則像面的照度為:U出瞳出瞳Dxo(F)-xaAsin220UnLHi)/1 () /(2220pooifDLH-2NumF/1iH六、望遠(yuǎn)鏡的物鏡望遠(yuǎn)鏡物鏡參數(shù)物鏡參數(shù): 相對孔徑和焦距。相對孔徑和焦距。物鏡的結(jié)構(gòu)物鏡的結(jié)構(gòu): 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 以透鏡為主要構(gòu)

5、成元件以透鏡為主要構(gòu)成元件. 雙膠合物鏡雙膠合物鏡同時校正軸上球差和色差同時校正軸上球差和色差.雙分離物鏡雙分離物鏡同時校正軸上球差和色差同時校正軸上球差和色差.F1F1 (F2)F1反射式物鏡望遠(yuǎn)鏡的物鏡 以反射面為主要構(gòu)成元件以反射面為主要構(gòu)成元件. 無色差無色差,易于制成大孔徑結(jié)構(gòu)易于制成大孔徑結(jié)構(gòu).軸外像差難校正軸外像差難校正Newton系統(tǒng)系統(tǒng)主鏡主鏡:拋物面拋物面;次鏡次鏡:平面鏡平面鏡Gregory系統(tǒng)系統(tǒng)主鏡主鏡:拋物面拋物面;次鏡次鏡:橢球面橢球面Cassegrain系統(tǒng)系統(tǒng)主鏡主鏡:拋物面拋物面;次鏡次鏡:雙曲面雙曲面FFFC折反射式物鏡望遠(yuǎn)鏡的物鏡在反射式結(jié)構(gòu)中增加透射元

6、件來校正像差在反射式結(jié)構(gòu)中增加透射元件來校正像差施密特系統(tǒng)施密特系統(tǒng)反射鏡反射鏡:球面鏡球面鏡+校正板校正板馬克蘇托夫系統(tǒng)馬克蘇托夫系統(tǒng)反射鏡反射鏡:球面鏡球面鏡+分離彎月透鏡分離彎月透鏡曼金系統(tǒng)曼金系統(tǒng)反射鏡反射鏡:球面鏡球面鏡+緊貼彎月透鏡緊貼彎月透鏡FFCF例題例題望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡例題1、有一架開普勒望遠(yuǎn)鏡目鏡焦距為有一架開普勒望遠(yuǎn)鏡目鏡焦距為100mm，出瞳直徑，出瞳直徑D4mm，求當(dāng)望遠(yuǎn)鏡，求當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視角放大率分別為視角放大率分別為10和和20時，物鏡和時，物鏡和目鏡之間的距離各為多少目鏡之間的距離各為多少?假定入瞳為物鏡假定入瞳為物鏡框，物鏡通光口徑各為多大框，物鏡通光口徑各為多大?(忽略透鏡厚度忽略透鏡厚度) 例題例題望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡例題2、有一架開普勒望遠(yuǎn)鏡，視角放大率有一架開普勒望遠(yuǎn)鏡，視角放大率為為6，物方視場角為，物方視場角為8度，出瞳直徑度，出瞳直徑D5mm，物鏡和目鏡之間距離，物鏡和目鏡之間距離L140mm假假定孔徑光闌與物鏡框重合，系統(tǒng)無漸暈，求：定孔徑光闌與物鏡框重合，系統(tǒng)無