望遠鏡和觀測

望遠鏡和觀測第一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三第二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三口徑（D）：指望遠鏡物鏡所能收到的最大光束的直徑。焦距（F）：從望遠鏡光學系統(tǒng)主點到主焦點的距離。焦比： 焦比=F/D 在攝影時，焦比數(shù)字越大，光力越弱； 照相機鏡頭上稱為光圈。第三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三極限星等：將望遠鏡指向天頂，肉眼所能看到的最暗恒星的星等稱為極限星等，也叫貫穿本領。極限星等ml與以厘米為單位的望遠鏡有效口徑之間的簡單關系由公式ml=6.9+5lgD給出。例如有效口徑15厘米的望遠鏡，極限星等約為12.8等。分辨率：把望遠鏡能分清為兩個物點的最小角距離稱為分辨分辨率。望遠鏡的口徑?jīng)Q定分辨率。第四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三放大率：放大率=F物/F目望遠鏡的有效放大倍數(shù)：一般是物鏡有效口徑以毫米為單位的值。第五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三視場：用目視望遠鏡觀測星空時所能見到的天空部分的角直徑叫視場。當目鏡的工作視場一定時，望遠鏡的視場與放大率成反比。望遠鏡主要解決“看得見”和“看得清”兩方面的問題。光的衍射現(xiàn)象限制了“看得清”的能力。第六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三第七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三1608年荷蘭的眼鏡商漢斯.里帕席根據(jù)學徒的偶然發(fā)現(xiàn)，制成了第一架望遠鏡。1609年，伽利略制成了兩架最早的天文望遠鏡

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第八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三

伽利略把自制的口徑4.5厘米，放大倍率33倍的望遠鏡指向天空，很快發(fā)現(xiàn)了月球上的環(huán)形山、圍繞木星運轉的四顆衛(wèi)星、金星的盈虧現(xiàn)象、日面上的黑子、銀河由無數(shù)暗弱恒星構成等現(xiàn)象。第九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三1666年，牛頓證明天體的光并非單色光，而是由各種顏色的光混合而成。望遠鏡的色差是由于透鏡對不同顏色的光具有不同的折射率而造成。第十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三科學巨匠牛頓（1642-1727）第十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三1673年，波蘭的赫維留（1611-1687）制成了一架長達46米的望遠鏡，吊在30米高的桅桿上，要許多人用繩子拉著它起落升降。第十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三1781年3月13日，英國天文學家威廉.赫歇爾（1738-1822）用他自制的口徑15厘米的反射鏡發(fā)現(xiàn)了天王星，把太陽系的尺度擴大了一倍。發(fā)現(xiàn)了天王星后，赫歇爾磨制的望遠鏡口徑越來越大，他是使反射鏡大型化的始祖。第十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三1789年赫歇爾制成當時世界上最大的望遠鏡。口徑1.22米，焦距12.2米。第十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三牛頓從理論上弄清了色差的成因，但錯誤的做出折射物鏡色差無法消除的結論。由于牛頓極高的威望，不少人盲從了他的觀點。直到18世紀30年代，英國數(shù)學家C.M.霍爾發(fā)現(xiàn)，用冕牌玻璃作凸透鏡，用火石玻璃作凹透鏡，所制成的復合透鏡能消除色差。第十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三19世紀下半葉是大型折射望遠鏡的時代，美國的光學制造家克拉克父子在1870年以后陸續(xù)磨制了口徑66厘米、76厘米、91厘米、102厘米的折射鏡。第十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三20世紀的上半葉巨型反射鏡又占了上風。由于磨制材料的改進，用玻璃代替了金屬，并發(fā)明了玻璃鍍銀技術，許多大口徑反射鏡相繼建成。1948年口徑508厘米的海爾反射望遠鏡交付使用。第十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三第十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三2007年5月落成的云南天文臺高美古觀測站2.4米反射望遠鏡第十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三LAMOST國家天文臺興隆觀測基地主鏡口徑6米第二十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三第二十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三位于夏威夷莫納克亞山上的凱克I、II望遠鏡，直徑各10米，由36面1.8米的六角型鏡面拼合而成

第二十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三1930年德國的施密特制造出第一架折反射望遠鏡。同時使用反射鏡和折射鏡。反射鏡是球面鏡，放在球面曲率中心的形狀奇特的透鏡做“改正鏡”，可以補償反射鏡引起的球差，又不會產(chǎn)生彗差和明顯的色差。（下圖）1940年蘇聯(lián)光學家馬克蘇托夫發(fā)明馬克蘇托夫望遠鏡，和施密特望遠鏡類似，它的改正鏡是彎月形，兩個表面都是球面。制作容易。和反射鏡相比，折反射鏡的視場可以做的較大，有利于拍攝。第二十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三折射鏡反射鏡折反射鏡折射鏡光路圖反射鏡光路圖第二十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三1931年至1932年，美國的電信工程師央斯基（1905-1950）在研究無線電短波通訊中的各項干擾因素時，用無線接收天線，接收到來自銀河中心的電磁輻射，開創(chuàng)了射電天文學。第二十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三澳洲帕克斯射電望遠鏡

第二十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三第二十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三第二十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三第二十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三第三十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三第三十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三一條軸線沿鉛垂線方向，稱為豎直軸；另一條軸線沿水平方向，稱為水平軸。這種裝置稱為經(jīng)緯支架。追蹤天體的周日視運動需要同時改變轉動兩個軸。第三十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三一條旋轉軸沿平行于地球的自轉軸方向，這就是“極軸”，或曰“赤經(jīng)軸”。另一條軸與之垂直，正好位于天球的赤道面內(nèi)，稱為“赤緯軸”。這種裝置稱為赤道儀。在極軸對準天極的情況下，追蹤天體的周日視運動只需要轉動赤經(jīng)軸。第三十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三第三十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三雙筒望遠鏡具有成像清晰明亮，視場大、攜帶方便、價格便宜等優(yōu)點，很適于天文愛好者用來巡天和觀測星云、星團、彗星等面狀天體。在晴朗無月的夜晚用雙筒鏡觀測時，可見在廣闊的視場之中繁星密布，偶爾有一、兩朵星云、星團點綴其間，令人心曠神恰。由于雙簡鏡有著廣泛的用途，所以在市場上它的品種繁多，性能也相差很大。第三十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三現(xiàn)在常見的是開普勒式雙筒鏡，它的視場比伽利略式的大，而且成像更加清晰，但開普勒式雙筒鏡成的是倒立的像，為了得到正像，在它的光路中加有轉像棱鏡或轉像透鏡，這些轉像裝置在地面觀測中是必不可少的。但像的倒正對天文觀測來說無關緊要，不過正像望遠鏡可以給初學者找星帶來方便。雙筒鏡采用的是折射系統(tǒng)，可分為伽利略式和開普勒式兩種。伽利略式雙筒鏡結構簡單，光能損失小、鏡筒較短、價格也較低，但是，它的放大率一般不能超過6倍，放大率再增加，視場就會迅速減小，視場邊緣變暗。成像質(zhì)量也會下降，所以這種雙筒鏡用得較少。第三十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期三雙筒鏡的口徑、放大率和視場一般都標在鏡身上?？趶胶头糯舐视脙山M數(shù)字表示，例如“10×50”表示這架雙筒鏡的放大率為10倍。口徑是50毫米；再如“15～40×60”表示放大率在15倍至40倍之間可調(diào)，口徑是60毫米。視場是反映望遠鏡性能的另一個重要參數(shù)。與天文望遠鏡不同，雙筒鏡的視場經(jīng)常不以“度”作單位給出，而是給出在