新闻 天象 科普 器材 图库 交流 科幻 探索 星语 论坛 维基天文 下载
星友空间站 > 信息 > 天文器材 > 天文望远镜 > 望远镜基础知识——双筒望远镜
现在时间: 2017年10月22日 19:47:00
望远镜基础知识——双筒望远镜

(2007年06月12日 20:44:05)
来源:北大青年天文学会

□作者:

[1]



双筒望远镜是一样很有用的天文观察工具。你可以用它来观看一场球赛、演唱会或是天上的飞鸟。你也可以用它来欣赏两百万光年之遥的银河、月球上的坑洞、围绕木星的几个卫星及无数星星。

许多人都错以为双筒望远镜在天文观察上没有作为。事实上,它是很多资深的天文观测者喜爱的工具。对初学者,它是进入天文观测之门的门票。双筒望远镜并不贵,你只须花个数百块钱就可以买到一副不错的双筒望远镜了。

基本知识

购买双筒望远镜前,你应该先了解它的特性及规格。选购天文用的双筒望远镜最要注重的是「口径」。口径是指望远镜镜头(front lenses)的直径。口径越大成像会越亮。天文用的双筒望远镜,镜头直径应该至少要40mm。小巧的20mm到30mm双筒望远镜用于白天看风景很恰当,但因不能聚集足够的光线所以并不适用很简单。

每副双筒望远镜都标有一组数字如7x50之类。双筒望远镜规格上的第一个数字"7" 就是指镜头直径。七倍的机型是一种畅销机型,会让观看的每一样物品拉近七倍。你还可以选购10x、16x,可能你认为天文用途上高倍率是必要的,其实不然。一付双筒望远镜就够好了,而且接下来我们还会论及7x所拥有的优点超过大部份的高倍率机型。

视野(Field of View)

几乎每一付双筒望远镜小手册上你都会看到一组数据像"367 feet @ 1000 yards" 或"120 m @ 1000 m"等等。这串数字代表透过目镜看1,000码(或1,000公尺远的风景,你视野上能看见的有多宽。这是度量视野大小的方法 之一。用"几呎这种方法来度量天空的视野并不适切。天文学家取而代之用度数来度量视野。一度相当两倍满月的直径。>七度等 于十四个满月的的直径,而且又是双筒望远镜典型的视野度数。高倍机型看到的天空较小(3到5度),广角机型就看得大(8到10度) ,只要将"feet @ 1000 yards" 规格上的呎(feet) 这个数据除以52.5就能换算成度数了。"meters @ 1000 meters" 规格 就用公尺(meters) 数除以17。举例来说,一付视野为367 feet @ 1000 yards 的双筒望远镜就有367/52. 5 度的视野,约 7度。广角机型周边视野星点的成像通常会有点歪曲、模糊,减损了视域,这点很难平衡。此外,广角机型一般来讲良视距会缩短。 实际视野和有效视(actual and apparent fields of view) 间是有关联的。取有效视野(比方说,70度)并且除以倍率(比方 说,10x) 然后你就会得到「实际视野」的值,在这个例子是7度。所以有效视野提高了,实际视野会跟着提高 。但是提高倍率实际视野会往下降。

射出瞳孔(exit pupil)

在许多双筒望远镜小手册你也会上发现一个规格叫「射出瞳孔」(exit pupil)的。它是光线从目镜里射 出来的宽度。你可以用口径(单位除以倍率来算射出瞳。举例来说7x50 型就有50/7 (7mm) 的射出瞳孔。所有机型射出瞳孔都是 7mm。所有7x42机种射出瞳孔都是6mm,依此类推。你会发现很多被推荐用于天文的双筒望远射出瞳孔,这是很有道理的。当你的 双眼习惯于夜里的黑暗时,瞳孔会张大让更多光线进去。人类瞳孔顶多能扩大到7mm。所以只要双筒望远镜射出7mm光锥进入你的 眼睛,让双眼集光力得以发挥最大效用时你就很可能看到最亮的成像。所有设计用来应付低光度环境的双筒望远镜都有7mm射出 瞳孔。包括:7x50、8x56、9x63、10x70 及11x80 等机型。通常都最适用于天文观测。但是,当你老了,你的眼睛瞳孔就张不 了那么开了。三十岁出头的人的最大瞳孔约6mm。超过四十岁,就掉到约4.5mm至5mm 之间。假如你的瞳孔大小上限只到5mm或 6mm,使用射出光锥7mm宽的双筒望远镜就会浪费掉一些入射光。部份光线进不了你的眼睛,双筒望远镜的集光力便无法全部发挥 出来。年纪大一点的人,双筒望远镜的射出瞳5mm或6mm是较好的选择。这些机型包括畅销的7x42 及10x50。

良视距 (Eye Relief)

厂商现在越来越重视「良视距」这种规格了。该规格是指你的眼睛须要多靠近接目镜才能清楚看见整个视野的距离。良视距的数据对近视的眼镜族而言更形重要。虽然近视眼的人可以取下眼镜,利用调整双筒望远镜上的焦距来进行补偿,但是却相当不方便---戴上眼镜用清晰的视线看夜空,在不偏移目标的情况下迅速将双筒望远镜凑到眼前,然后还能保持完整的视野,的确是乐事一件。此外,假如你一眼或两眼有几级的散光,你的眼镜就不能摘下来了。戴眼镜欲看清完整的视眼至少须要 14mm到 15mm 的良视距,良视距由退下的眼杯处起开始量。良视距小于 8mm 或 9mm 的机型可能会难于观察,即使没戴眼镜也一样。你得将眼睛贴近接目镜才能看清所有视野,长时间看下来会造成压迫感,而且睫毛上的油脂和灰尘保证会沾染到接目镜。 棱镜 (Prisms)

双筒望远镜机体里包含了一组合成棱镜,能折射光路让成像正立。双筒望远镜可区分成两个阵营--- Porro 棱镜系及 Roof 棱镜系。Porro 棱镜系有Z字或N字型外观。Roof 棱镜系则是直筒型。 Porro 棱镜机型一般比 Roof 棱镜机型要来得便宜。Roof 棱镜要做得好,加工及固定上一定要求较精密的容许误差,制作成本高。但是 Roof 棱镜机型 (结构上) 则倾向较为密实。 天文用途上多采用 Porro 棱镜机型。Porro 棱镜系常常成像会稍稍鲜明一点。不过若是当你用廉价机型 (译按: 指 Roof 棱镜系) 来瞄准亮星或行星时,星体会放射出恼人的钉状光芒。这些钉状绕射导因于 Roof 棱镜会将影像劈成两半,然后再组合起来。但在高级 Roof 棱镜机型上你绝对不会发现这种效应的。 Porro 棱镜系双筒望远镜的棱镜若是采用冕牌钡化玻璃 (barium crown glass 缩写为BaK4) 作为材质者,视野会较完整。棱镜若采硅酸硼玻璃(borosilicate glass) 作为材质者,等级较低,但实务上成像的亮度差异很小。

Porro 棱镜机型 Roof 棱镜机型

镀膜 (Coatings)

大部份双筒望远镜光学镜片都至少镀了一层氟化镁。会让镜片发出浅蓝色调。镀膜可以提高光线的穿透率并减少内面反射 (internal reflections) 及镜面闪光 (lens flares),能将亮度及对比往上推。廉价机型通常只有靠外侧镜面有镀膜。虽然该机型会有一定的水准,但是你会在发现昂贵的机型才会有最好的品质。无论如何,多少还会产生内面反射并损失一些对比。这些最低程度的镀膜机型,会让入射光线到达你的眼睛之前折损四十个百分比之多。较高级双筒望远镜会在大部份的镜片表面镀上普通镀膜,而且只有一面或更多面采取多层镀膜 (通常镀在外侧与空气接触的镜片表面)。最好的双筒望远镜里,所有的镜片含棱镜都会镀上多层膜。这些等级的机型光线的折损会降到很小的五个百分比。多层镀膜镜片看起来会比较暗,颜色呈现绿色或暗紫红色。

近年巿面出现了一些镀上一层红色反光膜的双筒望远镜,不诚实的商店还说这是红外线型号,特别适合晚间使用。事实上,那层红色镀膜把大量的光反射出望远镜外,令到达眼睛的光线大大减少。所以大家不要选购这种型号望远镜。

结构特征 (Mechanical Features)

大部份的双筒望远镜都会有一个中央调焦装置可同时移动两个对目镜。这些机型是最便于操作的。有一些双筒望远镜两个对目镜分别有一个调焦环。这些「独立焦点」机型机身封固较密实可对抗湿气,但是对焦较不便利。话又说回来,当你看星星时每一个目标都是无限远,焦距也不须常常去调。双筒望远镜在夜晚使用时锁在三脚架上是很有利的。很多双筒望远镜机身上都附有螺纹孔,用以连接一般相合的三脚架转接器。假如双筒望远镜上缺少一个螺纹孔,也许改用一种可夹在两支镜筒间中心连杆上的转接器或一个包覆套子将机身整个套住就可以了。专为海事设计的双筒望远镜常常是防水的。这些机型是密闭式结构,并且将内部的普通空气抽出后再充氮。防水功能并非必要,但在天文上却有其一席之地---我们将双筒望远镜曝露在湿冷的夜间气候中,然后又携回温暖的房子里,产生的水气就更多了。经过误用以后,湿气跟霉菌都会聚集在双筒望远镜里头,光学镜片糊成一片,修理费用代价就高了。

观星首选机型

40mm 到 63mm (标准规格型) 范围之间的双筒望远镜都是手持型,有利于「突击式」扫瞄星空用。70mm 或更大的大型双筒望远镜使用起来需要相当的力气 (你可以架在三脚架上或双筒望远镜专用椅上)。

标准规格机种 (40mm 到 63mm)

7x50机型
一直被认为是天文用最佳全能双筒望远镜,射出瞳孔达到7mm。视野一般有 7 到 10度, 很适合手持。应用在日间也不错,虽然大小有点超出日间用之所需。由于 7x50 机型在海事需求上最受欢迎,很多 7x50 会有防水功能和高级的光学设计。10x50。本机型比起 7x50 星空背景看起来会稍稍暗一些 (射出瞳孔只有5mm的缘故),但是用来看月表及星团时会好一些。多出的倍率对暗星体的观测也有助益。尽管倍率较高,许多 10x50 机型展现出来的星空范围跟比起 7x50 却不相上下 (大约5到7度)。

10x50机型
这机型的缺点是手持不易,也许会削弱你所搜寻的目标成像的清晰度。10x 双筒望远镜应该要用三脚架。而高倍率机型的良视距也较短,会造成戴眼镜进行观测时的不便。

7x42、8x40 或 8x42机型
假如你年过四十,7x42、8x40 或 8x42 机型提供的 5mm 到 6mm 射出瞳是很好的选择。这种规格的双筒望远镜比 7x50 机型重量要来得轻,而且也适用于日间的赏景及大自然观测。某些机型能够对几呎之遥的近距离目标聚焦,用来赏鸟很理想。如果你想要一付全功能双筒望远镜,这种机型是可以胜任的。

8x56 和 9x63机型
本机型是便利的 40mm 到 50mm 机型与大型的70mm 到 80mm 机型之间的一种妥协。特别对有些不喜欢将普通日间用途双筒望远镜当夜间望远镜用的人来讲。很少有厂商供应这种机型,品质好的价钱都蛮贵的,要选就选镜片大一点的和限量生产的制品。

10x40 和 10x42机型
本机型射出瞳 4mm,肯定可以用于天文观测,不过主要还是设计给赏鸟者中许多寻求日间环境下使用的高倍率机型。假如这是你的主要目标,观星放在其次,10x40 是蛮好的选择,Roof 棱镜高级机型又特别值得推荐。

能看什么呢?

透过双筒望远镜,你可以看许多遥远的星团、星云,甚至几个较明亮却的星系。你还可以看木星的卫星,观察它们每夜的位移。你可以观测金星盈亏及月相。其它还有新月时地照、天王星、海王星、薄幕时低沉的水星、小行星、月蚀、日全食及彗星等。双筒望远镜看不到什么呢? 月表细节、行星表面你看不到。假如你要看木星云层、土星环,你就需要一支单筒天文望远镜了。


转载文章请首先阅读有关转载说明


文章作者:
责任编辑:skylook

[1]
上一篇:天文望远镜光学性能ABC
下一篇:望远镜基础知识——天文望远镜
相关信息:

文章评论:
  1. ( - )
标题: (可选)
内容:
验证: --输入图片中的字母/数字,点击图片刷新.
系统菜单

热点信息

站内搜索
关键字:
包含:
搜索于:

系统登录
昵 称:
密 码:
 [取回密码]

企业合作