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业余天文爱好者入门指南——天文器材简介(一)

2022-6-17 00:12| 发布者: imufu| 查看: 26844| 评论: 0

摘要: 刚开始接触天文时,大家一定都被各种各样的器材名称弄得头昏脑胀。这些设备分别是干嘛的呢?怎么使用呢?我需要购买哪些呢?这些问题你一定会萦绕在你心里。那么本文,将按一般新人的器材升级路径,来简单介绍大家一 ...
刚开始接触天文时,大家一定都被各种各样的器材名称弄得头昏脑胀。这些设备分别是干嘛的呢?怎么使用呢?我需要购买哪些呢?这些问题你一定会萦绕在你心里。那么本文,将按一般新人的器材升级路径,来简单介绍大家一路走来,将会接触到的天文器材。

先来一张典型的全身照,让大家有一个初步的印象:


海洋老师的小黑初号机

首先,大家入坑的时候都一定会买的两样东西:托架和望远镜。

托架

托架也就是用于固定望远镜的仪器,一般爱好者中常见的有以下三种:
  • 赤道仪

赤道仪是天文爱好者最常用的天文仪器,它专门为天体观测而设计。

赤道仪有两个旋转轴,分别称为赤经轴和赤纬轴。

使用时将赤经轴与地球的自转轴同轴摆放,通过缓慢旋转赤经轴,就可以让赤道仪抵消地球的自转的影响,而保证望远镜始终对着目标天体。


信达EQ3D赤道仪结构示意图
  • 经纬仪

经纬仪是另一种常见的托架形式,它的两个转轴分别垂直和平行于地面,所以它并不能通过自转来抵消地球的自转,但是因为它的操作符合人们一般的使用习惯,所以依然有很多人用它来观测地面目标和对天体进行目视。

高档的电动经纬仪也可以通过软件控制两个轴的自动旋转,来实现对天体目标的跟踪,但是因为无法抵消地球自转,使用经纬仪对天体进行长曝光时会出现场旋。所以经纬仪大多用于目视。


晶华ES ZII经纬仪
  • 道布森
道布森(DOB)由美国著名天文科普活动家约翰·道布森(John Dobson )于1950年代开始设计制作。由于成本低廉,结构简单坚固且方便携带。非常适合天文爱好者自行制作。道布森从结构上来说属于经纬仪的一种,其主要用于负载大口径的牛顿反射式望远镜。因为其没有三脚架,重心很低,非常适合牛反这种重心低,镜身长,观测位靠近的镜口的主镜形式。
也同样是因为有场旋问题,一般不用于深空摄影,而主要用于目视。

信达DOB(白色部分为DOB托架)

望远镜

望远镜是天文观测中最重要的部分之一,它负责收集天体发出的光线,供爱好者目视或拍摄。
  • 牛反

牛反,全称是牛顿反射式望远镜,是由大名鼎鼎的艾萨克·牛顿发明的。

主镜采用抛物面镜,副镜为一块平面镜,它利用了抛物面可以将平行光汇聚于一个焦点的原理。


牛反的光路图
因其制造时,只有一个抛物面和一个较小的反射平面需要加工,所以相较其他镜种,相同口径下,牛反的价格十分低廉,对于很多口径为王的爱好者来说,牛反是绝对的不二之选。

而且牛反因为没有透镜折射,所以没有色差!

那么性价比如此之高,性能如此之好的牛反有没有缺点呢?

还是有的,因为抛物面无法精确的将离轴光线汇聚到一点,所以牛反不可避免的存在慧差,而慧差改正镜的价格可能比牛反本身还贵。

其次是牛反因其结构原因,需要用户自己调整光轴,如果光轴不准,会造成成像模糊,而调整光轴对大部分的爱好者,都是一项非常头疼的工作。


信达小黑(150mm口径750mm焦距)
  • 折射式望远镜

折射式望远镜是大家最熟知的望远镜形式,它由一片或一套透镜组来组成物镜。

折射式望远镜具有成像清晰锐利、携带操作便捷、品质稳定、便于维护等特点。而其主要的问题是因为不同颜色光线的折射率不一样,导致拍摄时出现色差,也就是星点图像周围的紫边。


折射式望远镜的成像原理

我们常听到的普消,APO等,就是为了解决这个问题,而不同光学设计,价格也相差极大。

普通消色差:一般采用两片式的镜组和镀膜来减小色差,色差还是较大,但是价格很低。

ED APO:两片式其中一片ED超低色散玻璃,这种方案色差较小,肉眼很难分辨,价格也较为适中。

复消色差APO:至少采用一组包括一片ED镜片的在内的三片式镜组或一组包括一片萤石镜片在内的两片式镜组,这种方案的色差几乎不可见,摄影图像边缘锐利。但是价格也最高,往往是同口径牛反的几倍到十几倍。


天虎80ED APO
  • 折返
折返式天文望远镜,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,常见有马卡、施卡、RC等。折返式望远镜既继承了上述两种望远镜的优势,同时也继承了上述两种望远镜的问题。各种性能均处于上述两种望远镜之间。
折返式望远镜一般焦距较长,大口径的折返非常适合月面及行星观测和摄影。


射反式望远的光路图

望远镜附件

  • 寻星镜
寻星镜是主镜侧面的一个小望远镜,一般放大倍数较低,且配有十字丝。它的作用就是主镜的瞄准镜,可以方便的将待观测天体引导到主望远镜视场中央,因为主镜一般视野‍极小,手动直接操控主镜去对准某个天体是不现实的。所以需要一个小瞄准镜来辅助瞄准。

图上白色部分就是一个寻星镜
  • 目镜

目镜的作用是将物镜所成的实像再次放大,使人肉眼可以观测。

目镜的种类多种多样,常见的镜片结构有:惠更斯目镜,阿贝无畸变目镜(OR),普罗素目镜(PL)等等。常见的接口有1.25寸和2寸接口两种。

不同目镜的设计方案、使用的材料、做工、可视角度、使用体验和价格都有非常大的差异,专业的目视爱好者的一枚目镜的价格甚至可能超过主镜!


ES 4.7mm广角目镜
  • 巴洛镜

巴洛镜也叫增倍镜,作用是提高放大倍数,例如将一个5X巴洛放置于目镜前,再插入主镜进行观测,则放大倍数较之前提高五倍!

听起来非常激动人心,但是事实是不那么如人意的。因为一个光学系统的最大放大倍率受制于物镜的口径,放大倍率过高会出现图像模糊,亮度下降,以至于无法分辨。而且任何光学材料都会反射和吸收一定比例的光能,所以不正确的使用巴洛或者使用劣质巴洛反而会损害观测效果。

巴洛镜一般适用于目视或行星月面的摄影。


ES 5X巴洛镜
  • 改正镜

常见的改正镜包括平场镜和慧差改正镜(MPCC)等,它的主要作用是修正主镜的光学误差。

如上文提到的牛反不可避免的会产生慧差,而慧差改正镜可以大幅降低慧差对成像的影响。


 信达二代MPCC
折射镜常常会使用平场镜,平场镜的作用是使像场更加平坦,消除光学畸变。



天虎0.8X平场镜


路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋

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