天文望远镜简介(1)ppt课件

Meade LX200望远镜即为施密特-卡塞格林望远镜
§ 4.2、望远镜的性能 天文光学望远镜的性能目的
评价一架望远镜的好坏首先要探望远镜的光学性能， 然后看它的机械性能的指向精度和跟踪精度能否优 良。
望远镜的光学性能目的，主要有六个参量:
有效口径
相对口径(光力)
放大率
贯穿身手(极限星等)
分辨身手
反射镜为矫正镜口径的1.5倍。
施密特望远镜是折反射系统，系统中的主镜为一个球面反射 镜，在球心处，物镜的前面还配置了一个矫正透镜，用以矫正 反射镜的像差。这种系统是一个可以得到大视场的优质成像系 统。普通施密特望远镜有效视场可达5度。
位于智利的欧洲南方天文台的施密特照相仪 〔1000/1620〕1972年
望远镜的成像良好区域所对应的天空角直径 的范围叫望远镜的视场，用角度〔ω°〕表示，与 放大率G成反比 。
tanω=tan ω’ /G 〔目镜望远镜〕 ω’为目镜对应的角直径，称为目镜视场， G为放 大率。
不同的目镜有不同的ω ’，如科技楼望远镜配有三 种目镜： ω’为52 ° 、ω’为67 °、ω’为84 ° 假设采用常用ω’为52 °, f = 20mm的 目镜，
The Keck Telescopes拍摄的图像
6〕极限星等〔贯穿身手〕m： m = 2.1 + 5log D
理想条件下，望远镜指向天顶能看到的最暗弱星的星等值 。 它反映了望远镜观测恒星方面的才干。当然，望远 镜的口径越大，能观测越暗的天体。此外也与望远镜后接的探测器有关。 对于照相观测或用电荷藕合器件CCD 观测，由于有累积效应，在一定的时间范围内露光时间越长就能观测到越暗的星，望远镜的贯穿身手也越高。当 然不能恣意延伸露光时间，由于延伸到一定程度后，由于夜天光的作用也会导致贯穿身手的降低。所以配有照相 机，光电倍增管，光电成像器件和CCD 等探测器的天文望远镜，其贯穿身手不仅决议于天文望远镜本身，而且 也和这些探测器的灵敏度有关。其贯穿身手必需根据望远镜和探测器的特性进展详细实测而定。 对于目视望远镜,它的极限星等可以阅历地用如下公式计算： m = 6.5 + 5 log D/d +2.5log k d= 6mm , k= 0.6 那么有, m = 2.1 + 5log D
Two comparably bright light sources become progressively clearer when viewed at finer and finer angular resolution.
4〕放大率 G：
目视望远镜的放大率等于物镜的焦距F1与目镜 的焦距F2之比，即 G= F1/F2
科技楼望远镜D=400mm, δ″= 140″/400=0.35″(实际值)
兴隆2.16m望远镜D=2160mm, δ″= 140″/2160=0.06″(实际值)
由于地球大气存在湍流影响加上望远镜的光学镜面 会有像差，所以实践的分辨身手远低于实际值。
望远镜的口径越大,分辨身手越高,越能分 辨天体的更细构造，那么能观测更暗、更 多的天体。
大 两 倍 。
下 面 的 照 片 所 用 望 远 镜 的 口
此 两 幅 照 片 曝 光 时 间 一 样 ，
2〕相对口径 A： A = D／F
望远镜的光力也叫相对口径，即口 径D 和焦距F之比， A=D/F 。光力的倒 数叫焦比(1/A= F/D)。 A的倒数叫焦比 (F/D)。师大科技楼望远镜的口径D=40cm, 焦距F=4m,焦比为：F/10,那么其光力 A=1/10。
一架望远镜配备多个目镜，就可以获得不同的 放大率。显然目镜的焦距越短可以获得越大的放大 率。但这样并不好，小望远镜用过大的放大率，会 使观测天体变得很暗， 像变得模糊。
常用的目镜的焦距为10mm左右，用它配在焦距 800 mm 的望远镜物镜后面，就可获得80倍的放大 率。
5〕视场 ω： tan(ω/2)= D/F
3〕分辨角 δ ″ ： δ ″＝1.22λ／D ； δ ″＝140／D mm 〔λ= 550nm〕
分辨角：两天体的像刚刚能被分开 时，它们所对应的天球上两点的角间 隔。
根据光的衍射原理， 在望远镜通光 孔径为圆孔的情况下， 分辨角由如下 公式确定 δ″= 1.22λ/D
目视望远镜最敏感的波长 λ=550nm，望远镜的物镜口径D〔mm〕
双曲面镜 4〕R—C系统：凹双曲+凸双曲〔改良型〕 5〕折轴式：参与几块平面镜使光束从极轴方向
射出
反射望远镜的 主焦点式反射镜为 抛物面
牛顿式反射镜为球面 镜
卡塞格林式抛物面、凸的双 曲面镜。
折轴式
3、折反望远镜
1〕施密特式： 球面反射镜+复杂的折射矫正透镜。
2〕马克苏托夫式： 球面反射镜+弯月形折射矫正透镜。 为了使视场边缘的星象没有渐晕，普通
衡量望远镜性能的重要参量
运用望远镜的主要目的： 1、聚光身手： I∝πD2 2、分辨身手：θ＝1.22λ／D
因此，衡量望远镜的重要参量是口径。
视场
1〕口径 D I ∝π D 2
物镜起集光作用的直径，口径越大搜集的辐射越 多越能观测到暗弱的天体。
口径愈大能搜集的光量愈多，即聚光身手就愈强， 口径愈大愈能观测到更暗弱的天体。因此，大口径 显示着探测暗弱天体的威力大，这是由于望远镜接 纳到天体的光流量与物镜的有效面积〔πr2〕成正 比。
径但
Detail becomes clearer in the Andromeda Galaxy(M31) as the angular resolution is improved some 600 times, from (a) 10', to (b) 1', (c) 5", and (d) 1".
第四章 天文望远镜
§ 4.1、 光学望远镜 的分类
1、折射望远镜： 利用光线经过凸透镜的折射聚
光构成光路。 2、反射望远镜：
利用曲面反射镜聚光构镜，在 主镜前加一特殊外形的矫正透镜，
1、折射望远镜
1〕伽利略式：正像，视场小，不能安装叉 丝。 2〕开普勒式：视场大，便于安叉丝，反像。
视场 ω
望远镜假设存在大的像差，视场边上的像很 差，成像的良好区小，自然视场就小。对于星 系或特殊天体的巡天观测必需求有大视场的望 远镜，这样，一次观测就可以覆盖比较大的天 区。
施米特望远镜的焦距比较短，更主要的是它 的光学系统的像差消得比较好，故它的视场ω 可达十几度。普通反射望远镜的视场ω小于1 度。
物镜、目镜由不同折射率的光学玻璃复合成 的。
折射望远镜 ： 用透镜作物镜的望远镜
伽利略望远镜光路图 开普勒望远镜光路图
1897年制造的 1.02米〔美国叶 凯士天文台〕的 折射镜仍是世界 之最。
2、反射望远镜
1〕主焦点式：反射镜为抛物面 2〕牛顿式：反射镜为球面镜，加上平面镜 3〕卡赛格林式：主镜为抛物面镜，副镜为凸的