天文光学望远镜的类型

• 卡焦(R-C)系统的焦距为 1944cm，视场11”.61,加改 正镜后可达53’，配有 CCD，可直接成像和中色 散的光谱拍摄。 • 折轴系统的焦距为 9720cm，焦平面1mm相当 于天空2”.12角直径，配有 高色散的阶梯光栅摄谱仪。 • 两种系统均采用主镜导星。 • 每年观测可超过270夜
折射望远镜的成像质量比反射望远镜好，可用视场较 大，使用方便，易于维护，中小型天文望远镜及许多专 用仪器多采用折射系统。 折射望远镜适合于测定恒星的位置、运动等以及作为 导星系统用。 目前由于大口径的光学玻璃易受温度、压力影响而变 形，而且玻璃对紫外光吸收很严重，因此，19世纪制造 的叶凯士(Yerkes)天文台口径 1016毫米的折射望远镜 （A=1/19.4）成了最大的绝代折射望远镜。在现代设计 新型下一代望远镜时已不再考虑折射望远镜系统。
§1.5 天文光学望远镜的类型
光学望远镜可按光学部分和机械装置来分类。 光学部分主要的是望远镜的物镜和目镜。物镜是最核 心器件，它的光学性能好坏对于天文观测来讲是致关重 要的。它起着聚集光量的作用，显示着探测天体的威力。 物镜是透镜的叫折射望远镜； 物镜是反射镜的叫反射望远镜； 物镜是反射镜，它前面再加一块改正像差的透镜组成 的望远镜叫折反射望远镜。
叶凯士(Yerkes) 天文台口径40 英寸(1016毫米) 的折射望远镜 A=1/19.4 镜筒至少长？
1.5.2 反射望远镜(reflecting telescope ) 用凹面反射镜作物镜的望远镜。反射望远镜的主要优点是不存在 色差，当物镜采用抛物面时，还可消去球差。但为了减小其它像 差的影响，可用的视场较小。反射望远镜可以工作在不同的焦 点，就有不同形式的望远镜。 （A）主焦点系统:在物镜的主焦点进行观测叫主焦点系统。 (B)卡塞格林系统：主镜为抛物面镜, 付镜为凸的双曲面镜。在物 镜的中心挖一个洞。 （C）R-C系统：主镜是凹的 旋转双曲面镜，副镜是凸的旋 转双曲面镜。这种系统有较好 的像质和较大的视场。 (D)牛顿系统：在系统中除了 物镜外，附加了一个平面反射 镜将主镜的焦点折出镜外。
1.5.1 折射望远镜(refracting telescope systems) 用透镜作物镜的望远镜。因单透镜物镜色差和球差都相 当严重，现代的折射望远镜常用两块或两块以上的透镜组 作物镜。双透镜物镜由相距很近的一块冕牌玻璃制成的凸 透镜和一块火石玻璃制成的凹透镜组成，对两个特定的波 长(656.3nm Hα，486.1nm Hβ)完全消除位置色差，对其 余波长的位置色差也可相应减弱。在满足一定设计条件 时，还可消去球差和彗差。由于像散等像差未得到改正， 双透镜物镜的相对口径(光力)较小，一般为1/15-1/20， 可用视场也不大(2°—3°)。 为了增大相对口径和视场，可采用多透镜物镜组。我 系原蔡司折射望远镜为三透镜物镜系统，相对口径 130/1950=1/15。三透镜物镜系统的相对口径可达到1/7。
它的特点是相对口径很大(甚至可大于1)，光 力强，同样口径下，比其它望远镜的视场大， 像质优良，一般施米特望远镜有效视场可达5 度。适于巡天摄影和观测星云、彗星、流星等 天体。小型目视望远镜若采用折反射卡塞格林 系统，镜筒可非常短小。 世界上几乎所有的全天照像星图都是施密特 望远镜完成的。目前世界上最大的施密特望远 镜是卡尔·施瓦茨希尔德天文台1340/2000望远 镜。
对制造反射镜的材料只要求膨胀系数较小、应力小和便于磨制。 磨好的反射镜一般在表面镀一层铝膜，铝膜在200-900nm波段范 围的反射率都大于80%，因而除光学波段外，反射望远镜还适于 对近红外和近紫外波段进行研究。
反射望远镜的相对口径可以做得较大，主焦点式反射望远 镜的相对口径约为1/5-1/2.5，甚至更大，而且除牛顿望远镜 外，镜筒的长度比系统的焦距要短得多，加上主镜只有一个 表面需要加工，大大降低了造价和制造的困难，因此目前口 径大于1.34米的光学望远镜全部是反射望远镜。 一架较大口径的反射望远镜，通过变换不同的副镜，可获 得主焦点系统(或牛顿系统)、卡塞格林系统和折轴系统。这 样，一架望远镜便可获得几种不同的相对口径和视场。反射 望远镜主要用于天体物理方面的工作。
应当注意到星像此时不移动， 但还是围绕视 场中心做24h一周的转动(场旋)。这对点光源无 影响，但对面光源需要补偿场旋，一般配备有场 旋补偿器，以达到改正之目的。它的最大优点是 可以在其后安装不动的大色散摄谱仪等终端设备。
Nasmyth耐氏焦点
• 用于地平式望远镜 • 一台望远镜可有2个耐氏焦点 • 要加消转器（场旋补偿器）
美国加州帕洛马 山（Mount Palomar in California） G.E. Hale (海尔)望远镜
5.08米 530吨 卡塞系统 折轴系统 1948 年建成 称雄近半个世 纪
海尔望远镜
1.5.3 我国2.16m望远镜
• 这是中国目前已正式投入使用的最大的光学望远镜，这架 望远镜的口径是2.16米。它的光学系统包括一个焦比为f/9的 R-C光学系统和焦比为f/45的Coude(折轴)系统。这架望远镜 用来摄影、光电观测和光谱观测。
1.5.4 折反射望远镜 由折射元件和反射元件组合而成的望远镜。 包括施密特望远镜和马克苏托夫望远镜及它们的衍生 型，如超施密特望远镜，贝克—努恩照相机等。 由球面反射镜成像，折射镜也称改正镜(旋转4次曲面 镜)，用于校正球差。 为了使视场边 缘的星象没有 渐晕，一般反 射镜为改正镜 口径的1.5倍， 常表示为: 60/90
(E) 折轴(coudé)系统： 系统的光路如右图 所示。望远镜的物镜 出射的光束通过一平 面镜反射到极轴方 向，因为天体是绕极 轴作周日视动，所以 在望远镜跟踪天体转 动时可以在空间固定 处获得天体的像。这 可以方便在其后附加 大型的终端设备，例 如大型摄谱仪等。
望远镜的物镜出射的光束通过一平面镜反射到极 轴方向，因为天体是绕极轴作周日动，所以在 望远镜跟踪天体时可以获得一个不随天体周日视 运动而移动的像。