各種光學望遠鏡示意圖

2023年12月30日發(作者：松子有什么營養)

望遠鏡基本原理

一、折射望遠鏡 用透鏡作物鏡的望遠鏡。分為兩種類型：由凹透鏡作目鏡的稱 伽利略望遠鏡 ；由凸透鏡作目鏡的稱開 普勒望遠鏡 。因單透鏡物鏡色差和球差都相當嚴重，現代的折射望遠鏡常用兩塊或兩塊以上的透鏡組作物鏡。其中以雙透鏡物鏡應用最普遍。它由相距很近的一塊冕牌玻璃制成的凸透鏡和一塊火石玻璃制成的凹透鏡組成，對兩個特定的波長完全消除位置色差，對其余波長的位置色差也可相應減弱。在滿足一定設計條件時，還可消去球差和彗差。由于剩余色差和其他像差的影響，雙透鏡物鏡的相對口徑較小，一般為1/15-1/20，很少大于1/7，可用視場也不大。口徑小于8厘米的雙透鏡物鏡可將兩塊透鏡膠合在一起，稱 雙膠合物鏡 ，留有一定間隙未膠合的稱 雙分離物鏡 。為了增大相對口徑和視場，可采用多透鏡物鏡組。折射望遠鏡的成像質量比反射望遠鏡好，視場大，使用方便，易于維護，中小型天文望遠鏡及許多專用儀器多采用折射系統，但大型折射望遠鏡制造起來比反射望遠鏡困難得多。

伽利略望遠鏡光路圖

開普勒望遠鏡光路圖

二、反射望遠鏡 用凹面反射鏡作物鏡的望遠鏡。可分為牛頓望遠鏡、卡塞格林望遠鏡、格雷果里望遠鏡、折軸望遠鏡幾種類型。反射望遠鏡的主要優點是不存在色差，當物鏡采用拋物面時，還可消去球差。但為了減小其它像差的影響，可用視場較小。對制造反射鏡的材料只要求膨脹系數較小、應力小和便于磨制。磨好的反射鏡一般在表面鍍一層鋁膜，鋁膜在2000-9000埃波段范圍的反射率都大于80%，因而除光學波段外，反射望遠鏡還適于對近紅外和近紫外波段進行研究。反射望遠鏡的相對口徑可以做得較大，主焦點式反射望遠鏡的相對口徑約為1/5-1/2.5，甚至更大，而且除牛頓望遠鏡外，鏡筒的長度比系統的焦距要短得多，加上主鏡只有一個表面需要加工，這就大大降低了造價和制造的困難，因此目前口徑大于1.

34米的光學望遠鏡全部是反射望遠鏡。一架較大口徑的反射望遠鏡，通過變換不同的副鏡，可獲得主焦點系統(或牛頓系統)、卡塞格林系統和折軸系統。這樣，一架望遠鏡便可獲得幾種不同的相對口徑和視場。反射望遠鏡主要用于天體物理方面的工作。

牛頓望遠鏡光路圖

主焦點望遠鏡光路圖

卡塞格林望遠鏡光路圖

格雷果里望遠鏡光路圖

R-C望遠鏡光路圖

折軸望遠鏡光路圖

三、折反射望遠鏡 由折射元件和反射元件組合而成的望遠鏡。包括施密特望遠鏡和馬克蘇托夫望遠鏡及它們的衍生型，如超施密特望遠鏡，貝克—努恩照相機等。在折反射望遠鏡中，由反射鏡成像，折射鏡用于校正像差。它的特點是相對口徑很大(甚至可大于1)，光力強，視場廣闊，像質優良。適于巡天攝影和觀測星云、彗星、流星等天體。小型目視望遠鏡若采用折反射卡塞格林系統，鏡筒可非常短小。