望远镜结构及其原理

-xa’
xo’
Hi ~ F
2 Num
例题－ 例题 望远镜 例题1、有一架开普勒望远镜．目镜焦距 、有一架开普勒望远镜．
为100mm，出瞳直径 ＝4mm，求当望远 ，出瞳直径D’＝ ， 镜视角放大率分别为10× 镜视角放大率分别为 ×和20×时，物镜 × 和目镜之间的距离各为多少?假定入瞳为物 和目镜之间的距离各为多少 假定入瞳为物 镜框，物镜通光口径各为多大?(忽略透镜厚 镜框，物镜通光口径各为多大 忽略透镜厚 度)
二、光束限制－望远镜 光束限制
物镜 目镜 Fe’ Fo
ω
Fe(Fo‘)
孔径光阑
fo’
视场光阑
以Kepler望远镜为例 望远镜为例
孔径光阑：物镜框。 孔径光阑：物镜框。 视场光阑：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：通常设置在物镜的像平面上。 视场光阑的大小等于物方视场角与物镜焦距 视场光阑的大小等于物方视场角与物镜焦距 的乘积。 的乘积。
三、分辨本领－望远镜 分辨本领
1、分辨极限 、
出瞳D’ 出瞳 望远镜物镜像面上刚好能 够分辨的两点的最小距离。
σ' θ0
-xa’
σ'
A’ (F’)
2、表示 、
σ ' =1.22λfo ' / D =1.22λFNum
角分辨极限:α0 =1.22λ / D
FNum称为物镜的F数, D/fo’称为相对孔径。 称为相对孔径。 称为物镜的 数 称为相对孔径
§9.4 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
例题与作业
一、基本结构－望远镜 基本结构
1、Kepler望远镜结构 、 望远镜结构 可设置视场光阑， 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 系统成倒像 2、Galileo望远镜结构 、 望远镜结构
例题－ 例题 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，
为6×，物方视场角为 度，出瞳直径 ＝ × 物方视场角为8度 出瞳直径D’＝ 5mm，物镜和目镜之间距离 ＝140mm．假 ，物镜和目镜之间距离L＝ ． 定孔径光阑与物镜框重合，系统无渐晕， 定孔径光阑与物镜框重合，系统无渐晕，求： (1) 物镜焦距和目镜焦距；(2) 物镜口径；(3) 物镜焦距和目镜焦距； 物镜口径； 视场光阑的直径； 出瞳的位置。 视场光阑的直径；(4) 出瞳的位置。
实际望远镜的视角放大率为上式的1.5~2倍 倍 实际望远镜的视角放大率为上式的
五、聚光本领－望远镜 聚光本领
设望远镜光学系统的基本 出瞳 出瞳D’ 亮度为L 则像面的照度为 则像面的照度为: 亮度为 0,则像面的照度为
H i = πL0 n' sin U '
2 2
U’
(F’) A’
2
(D/ fo ' ) Hi = πL0 2 2 (1 βo / βp )
作业－ 作业 望远镜
1、9－7 、 － 2、9－8 、 －
1、视角放大率－望远镜放大本领 视角放大率 望远镜放大本领
tan ω ' Γ= tan ω fo ' = fe ' D = D'
物镜 目镜
ω’
Fo
ω
Fe(Fo‘)
Fe’
fo’
物镜 D/2 Fo
fe’
目镜 Fe’ D’/2
Fe(Fo‘)
fo’
fe’
2、有效视角放大率－望远镜放大本领 有效视角放大率
目镜由负透镜构成, 目镜由负透镜构成,镜 筒内不存在实像。 筒内不存在实像。
Fo 镜 镜 Fe’ xa 镜 镜
眼 睛
物镜和目镜均由正透镜 构成,镜筒内存在实像。 构成,镜筒内存在实像。
Foபைடு நூலகம்
Fe(Fo‘)
眼 睛
Fe’ F (F ‘) e o
系统结构紧凑，筒长短,成正立像 系统结构紧凑，筒长短, 不可设置分划板, 不可设置分划板,测量物体大小 存在渐晕
使用望远镜要求: 使用望远镜要求
(1)、望远镜光学系统的性能得到充分的利用 、望远镜光学系统的性能得到充分的利用; (2)、没有赝像; 、没有赝像
视角放大率的要求: 视角放大率的要求
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。
α 0 Γ = 1'
Γ = 60D/140 ~ D/ 2.3