通常1000-2000元左右的低端天文望遠鏡就能滿足要求。考慮到成本,可以選擇的類型多為折射型和反射型。當然,如果妳對天文學非常熱愛,對觀測結果要求很高,就選擇高端望遠鏡。專業鏡非常昂貴,壹般用於專業觀察。
折射、反射、折疊各有利弊,需要根據觀測目標來選擇,適合自己的才是最好的。
天文望遠鏡通常用長焦距物鏡(主鏡)將天體的圖像聚焦,然後在焦點附近用短焦距目鏡將圖像放大。壹般可分為折射式望遠鏡、反射式望遠鏡和折疊式反射式望遠鏡。?
1.折射鏡?
折射通式采用開普勒光路(壹般用消色差物鏡組),成像效果很好,畸變很小。適合人群廣,但是口徑有限(口徑大小對成本影響很大,大口徑望遠鏡成本高得嚇人),所以這類望遠鏡多為小口徑或中小口徑類型。
折射式望遠鏡的物鏡壹般由兩塊折射率不同的玻璃透鏡組成,以減少色差,使紅藍像會聚在同壹個焦點上。這種透鏡叫做消色差透鏡。嚴格來說,這種鏡頭的圖像周圍還是有壹圈非常淡紫色的光暈(見圖1)。?
圖1?天文望遠鏡折射鏡色差圖
為了減少鏡頭的球差、彗差和像散,壹般可以增加焦距比,所以壹般折射望遠鏡的孔徑與焦距比(焦距比)至少在f 10 ~ f 16之間。折射望遠鏡的結構如圖2所示。?
圖二?天文望遠鏡折射鏡結構圖
高級鏡片由三片折射率不同的玻璃鏡片組成,或者由低色散玻璃(ed)甚至螢石晶體制成,可以消除紅綠藍的色差。這些透鏡被稱為復消色差透鏡。它們的光圈焦距比可以達到f5。望遠鏡長度更短,重量更輕,使用起來更方便,但價格很貴。因為折射式望遠鏡筒可以密封,所以更方便維修,也更適合移動到野外,不受鏡筒內氣流的影響。因為鏡片至少由兩塊玻璃組成,所以成本(磨四面鏡)比同口徑的反射式望遠鏡要貴。市面上常見的小型天文望遠鏡多為折射式望遠鏡。
折射型的光圈比較小,焦距比較長,實現倍數比較高,比較適合觀測單個行星和細節。維護方便,操作簡單。低端的折射鏡相對便宜,適合新手。
以上倍數是相對的,天文望遠鏡的倍數與目鏡直接相關。不同倍數配備的目鏡不壹樣,不能壹概而論。對於入門級天文愛好者,推薦折射。市面上1600元左右的屈光基本配置已經很不錯了,成像效果也很棒。在月球表面可以看到環形山、土星、木星、木星衛星,還可以觀賞風景,看到壹兩公裏外的空調商標。
2.反射望遠鏡?
反射式主要是牛頓反射光路,用凹面鏡代替凸透鏡物鏡。這種望遠鏡的口徑可以很大,甚至超過10M,同樣口徑的成本比折射鏡低很多。但由於研磨工藝的影響,成像有彗差,效果受溫度的影響比折射鏡大得多。維護操作不方便,但由於利用往返光路縮短了鏡筒,便於攜帶。
反射望遠鏡聚焦在鍍有金屬(通常是鋁)的凹面玻璃上。因為焦點在鏡子前面,所以需要用另壹面鏡子將物鏡焦點前的影像反射出鏡筒,再用目鏡放大。反射式望遠鏡沒有色差(因為不穿過玻璃所以沒有色散),但是還有其他種類的像差。如果把反射凹面打磨成拋物線形狀,可以消除球差,但是受彗差影響嚴重,所以邊緣部分還是感覺比較松。目前中小型反射式望遠鏡有兩種:牛頓(見圖3)。
圖三?天文望遠鏡-反射鏡示意圖
與光軸成45度角的平面鏡或對角鏡被用作副鏡,以將圖像反射到鏡筒的前面。這種結構最簡單,圖像對比度高,也是最受歡迎的選擇。通常焦比在f4和f8之間。卡塞格林(見圖4)。
圖4?天文望遠鏡-反射鏡示意圖
用壹個雙曲面作為副鏡,將光線聚焦在主鏡的焦點前,穿過主鏡的壹個圓孔,聚焦在主鏡後。因為經過壹次反射,鏡筒可以縮短,但是視場更窄,像散比牛頓嚴重,有壹點點場曲。因為反射式望遠鏡只需要打磨壹個光學面,所以在同口徑的情況下,比折射式便宜。普通天文愛好者有大量的150mm和200mm口徑,反射式望遠鏡可以同時自己打磨。但由於鏡筒無法密封,主鏡容易受煙塵影響,很難保養。同時受鏡筒內空氣溫度和氣流影響較大,攜帶時容易移動主鏡和副鏡的位置,光軸校正相當復雜,攜帶不便。此外,副鏡座的衍射效應會使較亮恒星的星像出現十字或星形衍射圖樣,也會降低圖像對比度。?
反射式具有光圈大、焦距短、實現倍數相對較低的優點,適用於觀察視場較大的大面積星空,但需要定期鍍膜(壹般幾年壹次)。
市面上1.500元左右的反射式天文望遠鏡,可以看到月球表面的環形山、土星、土星環、木星、木星雲帶、木星衛星。有些機型的光圈和觀測視場比較大,可以連接壹臺相機,已經達到拍攝星雲的最小光圈要求。
3.反射望遠鏡?
這是壹種同時利用折射和反射原理的望遠鏡。它是施密特在1930年發明的,用作天體照相術。主要使用球面凹面鏡作為主鏡來消除彗差,同時在主鏡前面的適當位置放置非球面透鏡作為校正器來校正主鏡的球面像差。這樣,可以獲得廣角視場(高達40-50度),而沒有壹般鏡子中常見的球面像差和彗差,只有校正鏡產生的輕微色差。攝影用施密特望遠鏡可以做到很小的焦比(壹般在f1到f3之間,最低可以達到〔0.6〕),所以非常適合星域和星雲攝影。但唯壹的缺點是有壹定的場曲,所以底片也必須彎曲才能適應(用專門的底片架),底片放在望遠鏡筒裏,所以只能壹張壹張地放。?
壹般天文愛好者使用施密特-卡塞格林反射望遠鏡(見圖5)。
圖5?天文望遠鏡-折疊鏡
采用凸面鏡作為副鏡,將光線聚焦在主鏡焦點之前,穿過主鏡的圓孔,聚焦在主鏡之後。因為鏡筒可以在壹次反射後縮短,所以焦比通常在f 6.4-f 10之間。除了施密特-卡塞格林(Schmidt-cassegrain)和馬克蘇托夫(Maksutov)的設計,矯正透鏡和壹個凸透鏡被用作二級透鏡,它們在主透鏡的焦點之前聚集光線,穿過主透鏡的圓孔,並聚焦在主透鏡的後部。近幾年流行的折疊反射望遠鏡如“Celestron”、“Meade”都是用施密特-卡塞格林原理制作的,而“Questar”和“Meade”的ETX系列和“Intes”都是用馬克蘇托夫原理制作的。反射式望遠鏡鏡體短,焦距長,焦點在主鏡後面,視場相當平坦。鏡子正面用矯正鏡密封,所以使用或者保養都很方便,質量也不錯(但是沒有牛頓的好,特別是對比)。
折疊式結合了折射和反射的優缺點,更加便攜,但價格也相應高了不少。