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折反射式天文望远镜

(2004年05月30日 17:32:12)

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折反射式天文望远镜
  光线先透一片透镜产生曲折,再经一面反射镜将光反射聚焦,这种结合折射与反射的光学系统就称为折反射式望远镜。
  首先发明这种型式望远镜的是德国人史密特。他首先于1938年制作了第一部折反射式望远镜。史密特研磨了一片中央凸、周边凹、形状复杂的波浪状修正透镜,将这片修正透镜置于镜筒最前端,让光线进入后不是收缩聚焦,而是向外产生曲折,然后经后方的球面主镜反射聚焦。如果在焦点处放上底片,就是天文摄影专用的史密特照相机。若用第二面反射镜(副镜)将光线再反射到主镜后方的开孔,就称为史密特-盖赛格林式望远镜。1970年美国的Celestron公司首先量产了史密特-盖赛格林式望远镜,在大量生产下,价格非常便宜,而为眼视观测者最爱用的望远镜。
  1943年,俄罗斯的马克斯托夫也发明了另一种折反射式望远镜。他用一片两面同曲率并同向主镜方向内凹的透镜做为修正镜,光线穿过修正透镜后产生曲折,然后经反射镜反射聚焦,再经第二反射镜(副镜)反射回主镜中央开孔处聚焦成像,所以称为马克斯托夫-盖赛格林式望远镜。大部份的马克斯托夫-盖赛格林系统的副镜,都是直接在修正透镜后方中央部份镀上铝成为曲率同修正镜的副镜。如果改变上述副镜曲率,就称为RUMAK型,把副镜独立出来制作并向主镜靠近的就是SIMAK型,像差程度也照这顺序减少,性能也就愈来愈好。世界上生产马克斯托夫-盖赛格林式望远镜的厂商以美国的Questar及德国的Zeiss最出名,但价格高昂,一般同好不容易买得起。
折反射式望远镜的构造及各部解说
  镜筒--为了减轻重量,史密特-盖赛格林式望远镜和马克斯托夫-盖赛格林式望远镜的镜筒都采用轻量的铝合金材料,然后在修正透镜及主镜的位置再予以补强。在同口径的镜筒中,折反射镜的镜筒可以比其它种望远镜的镜筒轻上一半以上。镜筒内没有遮光环的设计,如果要增强影像反差,可以在镜筒内壁贴上绒毛纸来消除内反射。
  修正透镜--折反射镜的修正透镜位于整部望远镜的最前端,最主要的作用是用来修正球面主镜的球面像差。市面上的折反射式望远镜的修正透镜上并没有光轴调整装置,并非修正透镜不用调整光轴,而是厂商把修正透镜直接固定在镜筒上,省略调整光轴的问题。而且若是修正透镜的光轴有轻微不准,对星点的成像质量影响并不大。
  主镜--史密特式和马克斯托夫式望远镜的主镜都是焦距很短的球面主镜,大约在F2~F3之间。主镜直接固定在主镜座上,然后与镜筒是分离的,没有任何可调整光轴的装置。主镜中央有一段中空细长的金属管,这截圆管除了是让副镜反射回来的光通过之外,也有防止非指向方向来的杂光,直接从修正透镜射到焦点部的作用。
  副镜--折反射镜的副镜都直接固定在修正透镜的中央部,不像纯反射镜的副镜需要用支撑架来固定。史密特-盖赛格林式望远镜的副镜为凸的球面镜,可将主镜的焦距做4~5倍的扩大。副镜有三支光轴调整螺丝以修正副镜的光轴,这是史密特-盖赛格林式望远镜上唯一的光轴调整装置。史密特-盖赛格林式望远镜的副镜光轴正确与否对星点成像影响非常大,必须精确地对正。马克斯托夫-盖赛格林式望远镜的副镜,除了SIMAK型外,其余都是直接在修正镜的中央部镀上高反射率的铝来做为副镜,所以并不需要调整光轴。
  遮光罩--由于折反射镜的修正透镜在镜筒的最前端,所以非常需要遮光罩来挡掉非望远镜指向方向的杂光。但是折反射镜的镜筒都很短,相对的遮光罩就不能太重,以免前后重量相差太大而无法平衡。
  对焦--史密特-盖赛格林式望远镜和马克斯托夫-盖赛格林式望远镜大都是用主镜的前后移动来对焦而没有对焦座,这跟其它种望远镜完全不同。这种对焦法的好处是主镜的移动量小,可对焦范围却非常大,从近距离地面的景物到天上的星体,都可轻易地看清。但是这种方法稳定性较差,容易有主镜位移的问题。
  目镜座--与任何一种折射式或反射式望远镜一样,有2吋、1.25吋及0.965吋等各种规格可以选择,只要目镜与目镜座规格一样就可以使用了。



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