【入门】天文望远镜究竟怎么选
本帖最后由 大漠胡虏 于 2015-12-19 17:49 编辑大量借鉴了精华置顶帖,归纳总结了下,并加了些自己的理解,感觉更加条理
一、关于望远镜(主镜)
1.选择什么样的镜子要看你的目标是什么。
行星和日月观测及摄影要选长焦距;
深空摄影要选小焦比的;
彗星观测及搜寻镜子口径要大(集光力强,同样价钱反射镜的口径最大)。
2.对于初学者,入门选轻便的最佳。
你的观测地有多远?如何搬运你的望远镜,以及搬运时你愿意付出多少劳动?这个问题的答案不但决定着望远镜的口径,也关系到望远镜的光学结构。请记住一条由无数天文爱好者付出了很多代价得出的结论,即望远镜的使用频率与其重量成反比。我们认为一台经常被带出去观测的望远镜要远远好于那些由于太笨重而被留在家里的望远镜。
你是否打算进行天体摄影、或是CCD成像?“天体摄影”和“CCD”都是昂贵的,通常初学者要花费几个望远镜的代价和几年的时间才能构造满意的装备和得到满意的结果。 天体摄影是一个难度比较高的项目。尤其是胶片摄影,要求摄影者有相当熟练的望远镜操作能力。尤其是长时间暴光,对于对极轴的精度要求相当的高,初学观测,不适宜进行天体摄影,天文摄影不仅难度大,对于望远镜尤其是赤道仪的精度要求很高。当然,普通的天文摄影还是可以参与的,像日月全食,星迹,流星雨等难度不高的天文摄影。
3.决定一台望远镜性能的最重要的参数是口径。
衡量望远镜的好坏,不用放大倍数,而用口径,也就是主透镜或主反射镜的直径。当人们说“小”望远镜时,他们指的是望远镜的口径小。口径决定了望远镜能收集多少光线,收集的光线越多,你所能看到的也越多。因此,不管是折射镜还是反射镜,口径越大威力就越强。口径越大就能看到越暗的天体,也能分辨出越多的细节。不同的光学结构使得望远镜有不同的光学表现,施密特-卡塞格林、牛顿反射镜、各种折射镜都各有其优缺点,并导致光学性能的差异,但是相对于口径的差别来说,这种差异是次要的,我们可以认为对于相同口径和工艺水平的望远镜,它们的光学表现应该是接近的,但是不同的加工水平导致的质量差异确是非常巨大的。
一般来说, 现代的高质量折射镜单位口径的光学性能最佳, 但是相对于其他类型的望远镜价格也最贵. 而且当口径超过10厘米时, 通常会由于镜筒太长而变得非常不便携(当然APO折射镜不在此列). 施密特-卡塞格林和马克苏托夫-卡塞格林式折反射望远镜的便携性最佳, 但这类望远镜仍然较贵. 单从光学性能考虑, 性价比最高的是牛顿式反射镜, 尤其是道布森式(Dobsonian)牛顿镜(只适合目视,不适合摄影). 相同口径下它们的便携性优于折射镜(因为其相对口径可以作得很大), 但明显不如折反射镜.
目前市场上出售的牛顿镜的主流是大口径、小焦比,这类望远镜有着强光力和大视场,非常适合深空天体的目视观测,加上现在目镜的设计水平比二、三十年前已经有了本质的提高,视场超过80度的超广角目镜用于相对口径大于F/4的反射镜在全视场仍能有满意的像质。
P.s.天文大气视宁度(seeing ) 会影响望远镜分辨细节的能力,天空背景亮度会影响望远镜观测暗天体的能力。seeing对大口径望远镜的影响较大。如果你是在天空背景较亮、seeing又较差的地方观测,如大城市中,那就没有必要搬出大望远镜,如果你总是在这种地方观测,那么就不必去买大望远镜。 (晴天钟:白色是有云 蓝色没云,蓝越多越好,视宁圆点越小越好,透明度线越少越好 风力越小越好,气温自己看着穿衣服 湿度大需要加热带除雾。)
二、支架及附件
1.望远镜的支架分为两种: 地平式和赤道式.
地平式支架一般较便宜, 重量较轻, 搬运、调试都比较方便。但当你需要对天体进行自动跟踪时,地平式支架就显得力不从心了,尽管由计算机自动控制的望远镜(如MEADE公司的LX200系列)可以在地平状态下进行自动跟踪,但由于整个视场会绕视场中心旋转,无法进行天体摄影。因此赤道式支架(又称赤道仪)是进行跟踪天体摄影的必备器材。无论选择哪一种支架,其稳定性都是最重要的,稳定性差的地平式和赤道式支架它们给观测,尤其是调焦和找星带来了很大的麻烦,使天文观测的乐趣大打折扣。较昂贵的跟踪装置配有电机,跟踪目标很轻松,这一点在观测行星时是非常有用的。对于天文摄影而言,赤道仪有时比望远镜本身还要重要,因为望远镜有时仅仅用于导星,而赤道仪跟踪的好坏及稳定程度却直接关系到照片的质量。
只要明白了使用的要领,作目视观则或照相均会产生很好的效果。晚间的星空, 以北天极和南天极联机的自转轴为中心,每日旋转一次,称为日周运动。在赤道仪的台架上,把极轴(或称赤经轴)向北天极延长(在南半球时向南天极),就能简单地追踪星星的移动。换句话说,让赤道仪的极轴和地球的地轴平行,这个作业称为极轴调整,使用赤道仪时绝不能忘记,事先要与极轴对准平。
近年生产商在高级的赤道仪加进了GOTO功能,使用者可以指令望远镜自动指向观察目标。但耗电量大,野外观星时要携带大型蓄电池。
2.目镜对望远镜的光学表现起着重要的作用,在目视观测时其重要性绝不亚于望远镜的物镜(主镜)。
天文爱好者可以接受的最便宜的目镜是凯尔涅(Kellner)目镜,它的可用视场可达45度。厄尔弗目镜(Elfer)和阿尔无畸变目镜(Orthoscopic)价格贵一些,但光学质量较好。(译者注:冉斯登目镜价格更便宜,在低价位的望远镜中很常见;双对称目镜,也叫普罗素目镜是比较容易购买到的、性能很不错的目镜。决定目镜性能的参数主要是焦距、视场和出瞳距离。望远镜物镜焦距与目镜焦距的比值就是放大倍数,所以焦距是表征目镜性能的最重要的参数。而目镜的视场决定着望远镜的视场,(望远镜视场=目镜视场÷放大倍率),一般的显微镜目镜(惠更斯式,2片2组)的视场只有30度左右,这种目镜不但由于结构过于简单使得像差校正不佳(尤其是色差),而且由于视场太小,使用时有从烟囱的一端向另一端看的感觉。目前标准的目镜(如Plossl和OR型目镜,4片2组)视场为40-50度,而广角目镜(通常超过6片)的视场超过60度,有的可达84度,用这种目镜观天的感觉是非常美妙的,尤其是低倍时,简直有太空漫步的感觉。 出瞳距离指能看清整个视场时观测者的眼睛到目镜的接目镜的距离。出瞳距离直接决定着观测的方便和舒适程度。一个出瞳距离适中的目镜(如15-20mm)会给观测带来很多方便,尤其是戴眼镜的观测者,他们不必摘掉眼镜就能看清整个视场,这对于戴散光镜的人更加重要,因为即使他们摘掉眼镜重新调焦也无法看到清晰的星像。对于同一种目镜,其出瞳距离一般与焦距成正比。出瞳距离过短固然不好,但过长时也会带来不便,笔者在使用焦距为40-55mm的Plossl目镜时由于其出瞳距离过长,眼睛要不断前后移动才能找到合适的位置,后来为它们专门设计了眼罩问题才得到解决。
一台望远镜通常应配备多个目镜以便组合成多种放大倍数,首先应该配备一个低倍率、大视场的目镜用于观测面积大而表面亮度低的星云星团,同时也可以在使用高倍率目镜时先找到目标,它将是使用次数最多的目镜。这只目镜的放大率应为望远镜口径厘米数的2-3倍,对于相对口径较小的望远镜,焦距40-55mm的Plossl目镜(视场约40度)即可胜任,但当相对口径较大时,最好选择焦距稍短的广角目镜(视场>60度)。中等倍率目镜主要用于观测星云星团等深空天体,典型的中等倍率是物镜口径厘米数的5-10倍。高倍率主要用于观测行星、双星、致密的星云星团等,一个优质的物镜(如10cm的APO折射镜)应该允许使用其口径厘米数的25倍的放大率而不明显降低成像质量,但一味的追求高倍率往往适得其反,因为很少有适合使用500倍以上放大率的大气条件。前面已经提到过近些年目镜的设计水平有了大幅度的提高,在国外市场上有效视场超过80度的超广角目镜,长出瞳距离的高倍目镜都不难见到。
在相同物镜口径的情况下,倍数越大,亮度成平方反比越低。例如口径50mm,7倍时亮度(指数)为50,10倍为25、15倍为11、25倍为4,而物体的亮度的减小会直接影响人眼的观察效果(人眼的分辨能力、色彩能力均随着亮度的减小而变得越来越差)。一般来讲,白天亮度小于5、夜间亮度小于20时,观察暗弱物体就很难。大口径的望远镜在这一点上就具备优势,例如,口300mm的反射镜,放大50倍时,亮度仍为36(非常亮)。另外,观察太阳系亮天体时,由于亮度高,基本不受此限制。
倍数选择的太大,超过了理论分辨极限,会造成无效放大,理论上,望远镜的分辨能力有个极限,为140/口径毫米数,单位是角秒(是以观察人眼最敏感的黄绿光为基础计算的)。再好的望远镜也超不出这个极限,只能是接近。由于望远镜的功能之一是观察细节。倍数选择太大以后,由于这个理论极限,再放大已经不会有更多的细节出现,因此也失去意义了。但放大倍数到底选择多大,不仅与望远镜的理论分辨能力有关,而且还与当时的观测条件,尤其是与观测者本身的眼力有关。选择倍数是物镜口径的毫米数乘1.5的说法(也有乘2的说法),是对于普通条件下的一种参考值。眼力不好、望远镜质量好就可以把倍数选择大点;相反,眼力很好(或观测时不想看到太多的不理想成像)、望远镜质量一般,就可以把倍数选择的低一点。例如,口径80mm的折射镜,最大可以选择120倍至160倍。
巴洛夫镜不仅可以提高最大放大倍数一便于仔细观察亮物体,还可以在较高的倍数下仍然采用同一个目镜(而不是采用短焦距的目镜,其出瞳距离和视角很可能比较小)来提高观察的舒适程度。如果你也这样想,买巴洛夫镜还是有用的。
E.x.
假如主镜焦距800mm(f/10),则根据公式,选择
目镜焦距为:32mm、20mm、12.5mm、8mm时,
放大倍数分别为:25、40、64、100,
出瞳分别为:3.2、2、1.3、0.8mm,
亮度分别为:10、4、1.6、0.6,
其中,30mm或更大焦距的目镜适合观察深空天体和彗星,而10mm左右的目镜适合太阳系内天体、双星等观测。
3.寻星镜/指星笔
望远镜的主镜筒上应配有小一点的寻星镜。寻星镜是一个低倍数的望远镜,用来使主镜找到观察的目标。典型的寻星镜放大率6倍,口径30毫米,记位6*30。便宜的器材通常配有5*24的寻星镜,这些寻星镜都加了光阑,使有效口径减小到10毫米。这种寻星镜除了能找到最亮的目标,别的什么也找不到。
指星笔即大功率的激光笔,绿光为好、最刺眼。寻星镜和指星笔有一即可。
4.巴德膜(安全忠告)
很多望远镜都带有目镜虑镜。它们可以使月亮、太阳和亮行星的光变得柔和。但不幸的是这些虑镜有许多质量不好,而且太阳虑镜尤其可能带来危险。在汇聚的太阳光的加热作用下,它们很容易炸裂(译者注:本人也犯过类似的错误,很危险),而这是绝对应该避免的。没有衰减的太阳光会在瞬间造成永久的失明。即使有虑镜,也绝不要直接通过主镜或寻星镜观察太阳。购买放置在主镜(物镜)前的巴德膜是观察太阳的可选途径之一。
5.拍摄的话你还需要:寻星镜 CCD 单反 笔记本电脑
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