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天文望远镜光圈的问题

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发烧友 发表于 2009-3-5 11:38 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–山东–日照 联通

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新手问一个低级问题:在折射天望中离物镜不远处有一个金属圈它的直径比物镜直径小,我开始不知道,看到论坛上一篇文章我才注意到他叫光圈。1、它的作用是什么?2、光圈直径的大小会对观察目标有什么影响?3、通光直径是讲他的直径还是讲物镜的直径?4、没有它镜子的质量好吗?5、反射和折反射天望镜子中有这样的光圈吗?期待学习。
kson 发表于 2009-3-5 12:22 | 显示全部楼层 来自: 中国–广东–佛山 联通
1# 发烧友 我们叫它--光栅,它的作用是拦住杂光。通光直径并不是物镜的直径,因为镜筒会有翻边!现在的镜子不能没有它,因为镜筒都是直筒式的,不象伽利略当年用的是锥形的!反射镜中没有光栅!
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deepgreen 发表于 2009-3-5 13:41 | 显示全部楼层 来自: 中国–香港 城市电讯有限公司
本帖最后由 deepgreen 于 2009-3-5 13:59 编辑

这个应该是光阑(diaphragm)中的孔径光阑吧:

  对通过光学系统的光束起限制作用的光学元件。它可以是光学元件(如透镜、反射镜等)本身的边框,也可以是另外设置的带圆孔的不透光屏。光阑中心通常位于主光轴上 ,且光阑面与主光轴垂直。如照相机镜头上的圆形光阑(俗称光圈)。

  孔径光阑:

一般光学系统具有多个光阑,其中对光束的限制作用最大,即实际上决定通过光学系统的光束大小的那个光阑称为孔径光阑。对没有其他光阑的单透镜,透镜本身的边框就是孔径光阑。孔径光阑可遮掉光束中偏离傍轴光线较多的光线,对像的清晰度、正确性、亮度和景深等有直接影响。

在望远镜光路中,我们所说的“孔径”一般都指物端孔径,或者把它称作望远镜的“口径”(让人联想起武器)。对一个单片透镜构成的物镜来说,透镜的边缘就是一个与“生”俱来的孔径光阑;在比较复杂的镜头如3~4片透镜组成的TESSAR物镜中,往往在第一片的等效焦面(它在第二片之后)放一个光阑;相对简单的镜头,如我们常见的双胶合、双分离镜头中一般不设专门的孔径光阑,但它的物镜座固定第一片所用的“台”围成的圆孔就是这个镜头的孔径光阑。

孔径光阑的特征是,它只限定射入系统光线的多少,而与系统的视场大小无关。在附图中,屏AA"就是孔径光阑。理论上,它应该位于物镜的光线偏折面上;否则就会造成轴外成像的渐晕(渐晕概念后面再谈)但实际上这是不可能的,因为即便单片透镜也有两个光线偏折面,孔径光阑是不可能理想的。但就一般情况而言,这种影响很小。

孔径光阑的大小和物镜焦距共同决定了物镜的焦比。焦比这个概念等同于照相机镜头的光圈概念,用/f表示。该值越小,说明物镜的集光力越强。但由于目前光学工艺水平限制(实际上是成本限制),物镜的集光力不容易做到很强,或者说在相同成本或档次下该值越小的镜子像差越大。为了追求表观口径,有些玩具级的镜子甚至会用很宽的孔径光阑遮住物镜外圈,目的就是增加/f值以改善像质。

一个理想地(或近似理想地)位于物镜光线偏折面上的光阑大小就是这个望远镜的入射光瞳;简称入瞳。不位于物镜光线偏折面上的光阑,它所确定的入瞳大小必须按照目标物与它的边缘的连线所夹的角(称为最大孔径角)来计算,由于物距有限,所的入瞳值稍大于光阑孔径。入射光瞳大小是望远镜的一个重要参数,它决定了望远镜接收目标光线的能力;相应确定了望远镜的理论衍射分辨力。平时我们经常说望远镜的口径决定分辨力,这是不严密的。之所以能这样说是因为天文望远镜的物距极远。

另外镜筒内还可能有一系列从物镜端到目镜端口径不断变小的环,称为镜筒消光环,可以起到消除镜筒内部反射,提高对比度的作用。
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孔方 发表于 2009-3-5 13:48 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–朝阳区 联通
应该是光栏吧……目的一是消除杂光,二是取得较大的实际焦比,提高成像质量(主要是消除像差)。
以消光为目的的光栏越多,成像越好。
以取得较大焦比为目的的光栏多了,对像质有提高,但对亮度、对比度等与通光口径有关的参数有所降低。
一般标注的通光直径是物镜直径,但爱好者经常会讨论实际通光口径,指的是加上光栏后的等效口径。
从消光角度讲,光栏是必要的,没有的话应该视作偷工减料。
反射和折返一般没有,但如果小焦比的球面主镜,有的爱好者喜欢加一道光栏,使之焦比变大,牺牲口径换取像质。
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 楼主| 发烧友 发表于 2009-3-5 14:17 | 显示全部楼层 来自: 中国–山东–日照 联通
谢谢楼上的朋友,讲的太好了,很长知识,在下收藏了。有机会请你们和茶
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