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[天文观测] 望远镜科普系列之八:折射镜—色像差

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“镜花水月” 发表于 2015-4-2 13:48 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–江苏–南京 电信

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本帖最后由 “镜花水月” 于 2015-4-2 13:48 编辑

图片1.jpg
     在常见的业余天文望远镜中,焦距1000mm以下最适合用作星野摄影的非折射式望远镜莫属。与大部分的反射式相比,其主要优点是星象锐利视场广大。但这些优点不会凭空掉下来,也不是所有的折射式望远镜都能办到。我们还是要做严格的挑选才行,我们要注意的折射式望远镜的摄影性能有二,色像差与面弯曲。
今天首先来跟大家探讨下色像差
色像差
图片2.jpg
    民间中上品质的折射式天文望远镜多具有较好的设计与研磨精度,一般来说球面像差与慧差都不是什么大问题,最大的像差是色像差。传统的两枚消色差(achromatic)透镜使用两枚色散不同的镜片以修正色差,其色差修正乃针对人眼最敏感的可见光谱域(大约是4500到6500A的可见光)修正,并无法涉及人眼较不敏感的蓝色及紫色光波段(4500 A以下),但这个蓝紫色光仍可使数位元件感光,因此以这类消色差透镜进行摄影的话,会在中等亮度的星星四周看到一圈蓝色的光圈,非常不好看。
使用消色差透镜时有几种可能的途径可以避免蓝晕。
图片3.jpg
   第一是使用焦距长者,其色差修正的会非常好,这是为什么传统二枚式消色差折射镜焦比都在12~15之间。这种大焦比折射镜色差固然少,过大的焦比却不能利于暗天体的拍摄。
   第二是配合适当的蓝色滤镜以消弱入射光的蓝光强度,使得蓝色的光晕较不明显。这种方法常见于早期的大型空照镜头上,这些镜头色色差修正并不见得是很好,使用黄色滤镜不但可以减轻色差,也可消除大气在蓝色光的散射。这方法当然也可以用于星野摄影,其缺点是较不适合彩色摄影。
    不论是用大焦比消色差主镜还是用滤镜来抑制色差,对星野摄影都会造成若干困难,要完全避免只有摈弃简单的消色差透镜。
超消色差
图片4.jpg
    比小色差透镜更优秀的是所谓的超消色差(apochomatic)透镜,一般简单称为APO。
    一种超小色差透镜的型式是,仍为两枚式,但其中一枚使用超低色散的镜材,如SD玻璃、ED玻璃,萤石等。这种使用特殊镜材的两枚式主镜,其色差会比一般的两枚式透镜好很多,焦比也可以做得低一些(一般在6到9之间),当然较适合星野摄影。这样的两枚式超消色差折射镜,性能明显超过前述的消色差镜,价格也不至于极昂贵。
    另一超消色差的形式是三枚式镜片,多加枚镜片,其对色差的修正也可以优于传统两枚式色差镜。目前市面上的三枚式超小色差镜,同时也在其中一枚镜片使用前述的特殊镜材,对色差的修正更优于两枚式的APO,当然价格就更昂贵。三枚式的APO焦比也可以做的得比两枚式更低,一般在8以下,超短焦的可以到6以下,非常利于星野摄影。三枚式主镜的APO镜,可说是望远镜中的法拉利,性能强悍,价格也具有爆炸性。
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我简单归纳下各种折射式主镜在消色差方面的表现:
  1.类似的主镜设计在同镜材、同口径下,焦比大的色差较小。
   2.同样口径与焦距、同样(主镜)镜片枚数的,使用ED、SD、或萤石等镜材的色差较小,且与其使用的镜材种类有关。
   3.同样口径与焦距、使用类似镜材者,通常三枚式的色差会比两枚式的小。
   4.另一点常被人忽略的是,一模一样的设计,包括镜材,镜片枚数以及焦比,口径越大的色差越严重,因为系统被等比例放大后,色差也会以同样的比例被放大。这是为什么常常明明是同一系列的望远镜,越大口径的焦比就越大,以弥补色差被放大的效果。
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    我要强调的是,以上这些点并非全然精确 (可能正确到90%),他们是很好的经验法则,但不总是正确。不论是两枚式还是三枚式的折射镜,其可变动的设计细节非常多,如凹凸透镜的前后位置组合、镜片与镜片间是分离式、各种不同镜材的组合、甚至镜面的镀膜等等,都会影响一支折射镜的消色差性能。
    所以在选择折射镜时,应仔细研究厂商公布的技术细节,加以比较仔细斟酌,选择最合适的镜子。
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lveader 发表于 2015-4-2 15:10 | 显示全部楼层 来自: 中国–黑龙江–七台河 联通
好文章

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谢谢支持  详情 回复 发表于 2015-4-2 15:16
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 楼主| “镜花水月” 发表于 2015-4-2 15:16 | 显示全部楼层 来自: 中国–江苏–南京 电信

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知道有外星人 发表于 2015-4-2 16:32 | 显示全部楼层 来自: 中国–上海–上海 电信
好大的二维码 镜头都装不下了

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距离远一点就可以的  详情 回复 发表于 2015-4-7 09:24
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Trapezium 发表于 2015-4-2 16:34 | 显示全部楼层 来自: 中国–辽宁–大连 联通
好帖子!

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hhbb 发表于 2015-4-2 17:00 | 显示全部楼层 来自: 中国–湖北–武汉 联通
不错的知识,图也漂亮!

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谢谢支持!  详情 回复 发表于 2015-4-7 09:25
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lygg 发表于 2015-4-2 17:59 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京 北京世通泰达通信技术有限公司
美图~
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 楼主| “镜花水月” 发表于 2015-4-3 07:53 | 显示全部楼层 来自: 中国–江苏–南京 电信
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 楼主| “镜花水月” 发表于 2015-4-7 09:24 | 显示全部楼层 来自: 中国–江苏–南京 电信
知道有外星人 发表于 2015-4-2 16:32
好大的二维码 镜头都装不下了

距离远一点就可以的
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 楼主| “镜花水月” 发表于 2015-4-7 09:24 | 显示全部楼层 来自: 中国–江苏–南京 电信

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 楼主| “镜花水月” 发表于 2015-4-7 09:25 | 显示全部楼层 来自: 中国–江苏–南京 电信
hhbb 发表于 2015-4-2 17:00
不错的知识,图也漂亮!

谢谢支持!
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batt1ebear 发表于 2015-4-7 13:58 | 显示全部楼层 来自: 中国–江苏–苏州 电信/工业园区星湾学校
好文

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谢谢亲的支持  详情 回复 发表于 2015-4-7 14:17
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 楼主| “镜花水月” 发表于 2015-4-7 14:17 | 显示全部楼层 来自: 中国–江苏–南京 电信

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