下载文档原格式
天文望远镜原理图突然找到个不错的东西，天文望远镜的原理图，GIF动图更能加深理解。
折射式天文望远镜折射望远镜，是利用光的折射原理所产生的望远镜。
本视频将系统地简介折射望远镜的基本原理：光来自于我们所见到的物体，然后，它通过了望远镜的镜片后，集中于焦点上，然后再向望远镜目镜射去，产生影像重生。
折射望远镜的缺点就在于：它会改变光的颜色，由于光是由光谱组的，而光谱各自都有自己的特定波长，以至于各种颜色的光并不是都会产生相同的折射，折射望远镜的镜片通过焦聚来改变了光的走向路径，但是，并不是所有颜色的光波会完全地落在望远镜的焦之上的，而是散向别的地方，形成色像差。
当然，可以采用折射镜头组全来改变这种现象。
反射式天文望远镜反射望远镜是使用曲面和平面的面镜组合来反射光线，并形成影像的光学望远镜，而不是使用透镜折射或弯曲光线形成图像的屈光镜。
由于反射镜的造价要比透镜低的多，因此对于大口径的望远镜来说，经常做成反射式的，而不是笨重的折射式。
便携式设计的反射望远镜，虽然镜筒只有500mm，但焦距却可以达到1000mm。
牛顿式反射镜的焦比可以达到f/4到f/8，非常适合观测那些暗弱的河外星系、星云。
有些时候用这种望远镜观测月亮和行星也是很适合的。
如果要进行拍照，使用牛顿式望远镜时非常好的。
但是使用起来要比折反式望远镜要麻烦一点。
牛顿式结构可以很好的会聚光线，在焦点处得到一个非常明亮的像。
牛顿式反射式望远镜结构相对简单，造价低性能优越制作容易的特点，成为业余爱好者自制的首选。
施密特-卡塞格林式天文望远镜施密特望远镜（Schmidttelescope）是一种由折射和反射元件组成的天文望远镜。
1931年为德国光学家施密特﹐B.V.所发明﹐因此得名。
这种望远镜由一块接近平行平板的非球面改正透镜和一个凹球面反射镜组成，星光在望远镜里先通过折射，再经过反射，然后才成像。
施密特望远镜光力强，可见范围大，成像的质量也比较好，因而特别适用于进行流星，慧星，人造卫星等的巡视观测，也常用于大面积造相和天文科普活动。
•光学望远镜天文光学望远镜主要由物镜和目镜组镜头及其它配件组成。
通常按照物镜的不同，可把光学望远镜分为三类：折射望远镜、反射望远镜和折反射望远镜。
一折射望远镜折射望远镜的物镜由透镜组成折射系统。
早期的望远镜物镜由一块单透镜制成。
由于物点发射的光线与透镜主轴有较大的夹角，玻璃对不同颜色的光的折射率不同，会造成球差和色差，严重影响成像质量。
为了克服这一缺点，人们发现近轴光线几乎没有球差和色差，于是尽量制造长焦距透镜，促使望远镜向长镜身发展。
1722年希拉德雷测定金星直径的望远镜，物镜焦距长达65m，用起来非常不便，跟踪天体时甚至需很多人推动。
为解决上述缺点，后来人们用不同玻璃制成的一块凸透镜和一块凹透镜组成复合物镜。
所以，现代的折射望远镜的物镜，都是由两片或多片透镜组成折射系统（双透镜组或三合透镜组等）这样，可使望远镜口径增大，镜身缩短。
1897年安装在美国叶凯士天文台的折射望远镜，口径 1.02m，焦距19.4m，仅物镜就重达230kg，至今仍是世界上最大的折射望远镜。
从理论上说，望远镜越大，收集到的光越多，自然威力也越大。
但巨大物镜对光学玻璃的质量要求极高，制作困难。
镜身太大，支撑结构的刚性难保，大气抖动影响明显，其观测效果反倒不佳。
这就限制了折射望远镜向更大口径发展。
现在天文学家们发展了一种新技术，可以在望远镜镜面背后加上一套微调装置，根据大气的抖动情况，随时调整望远镜的镜面，把大气的抖动影响矫正过来，这套技术叫做主动光学，这样一来，望远镜口径问题有望突破。
二反射望远镜反射望远镜的物镜，不需笨重的玻璃透镜，而是制成抛物面反射镜。
其光学性能，既没有色差，又消弱了球差。
反射望远镜物镜表面有一层金属反光膜，通常用铝或银，反光性能相当理想，且镜筒大大缩短。
由于抛物面反射可作得很轻薄，于是就可以增大望远镜的口径。
现代世界上大型光学望远镜都是反射望远镜。
反射望远镜需在镜筒里面装有口径较小的反射镜，叫作副镜，以改变由主镜反射后，光线行进方向和焦平面的位置。
望远镜原理图解
如图所示：
光学天文望远镜又分为反射式、反射式和折反射式天文望远镜。
顾名思义，折射式望远镜，它采用的是光的折射原理，将光线聚集起来。
早期的望远镜一般采用一片凸透镜，但这引入了一个色差问题。
光的色散，知道不同频率的光线通过透镜之后有不同的折射角度，因此当光线通过折射式望远镜之后，会不可避免的出现色差，具体体现为物体边缘会出现紫色。
为了解决这个问题，人们采用多种镜片组合来一点程度的减小色差，现在好的折射式望远镜色差已经减小到可以忽略的地步了。
但是因为使用了多种镜片，因此它的价格比较高。
其优点在于成像锐利，利于天文摄影。
反射式望远镜，采用的是光的反射原理，将光线聚集起来。
由于采用的是反射原理，因此不会存在色差问题。
但相比于折射，反射式望远镜的物镜，除了主镜之外还有一片副镜，这个副镜一般都会遮挡光路。
除此之外，反射式望远镜的成像对光轴和精度非常敏感，镜筒是开放的，因此其容易进灰，需要调整光轴，这个对于新手来说可能有点困难。
但其优点在于价格便宜，口径可以做的很大。
扩展资料
望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角，使人眼能看清角距更小的细节。
望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼，使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。
1608年，荷兰的一位眼镜商汉斯·利伯希偶然发现用两块镜片可以看清远处的景物，受此启发，他制造了人类历史上的第一架望远镜。
1609年意大利佛罗伦萨人伽利略·伽利雷发明了40倍双镜望远镜，这是第一部投入科学应用的实用望远镜。
施卡的光轴相比牛反稳定很多。
但是一旦光轴歪了校正起来比牛反困难一些，主要是普通的牛反校正目镜和激光校准器不能直接校正施卡光轴。
星点校正要看天气，还需要一个跟踪精度好的赤道仪。
如果有足够的空间，人造星点是一个解决方案。
去年Hotech公司推出一个全天候的室内校正卡镜光轴的激光校准器。
最近定了一个来校正我的C11HD。
下面介绍一下基本原理和实际操作。
这是卡镜光轴激光校准器的原理图
开箱图
微调云台
微调云台可以直接安装到相机三脚架上
激光板
1.5厘米厚的铝合金板，确保各个激光器发射的激光平行
四个独立的激光发射器，最下面一个是电池盒不是激光器激光散射膜
2“反射镜和电池
校准过程很简单，原厂说明书有7页，大部分是废话，我总结了一下就4步。
1) 调整激光校准器和施卡之间的距离
2) 粗调激光校准器的高度和角度,使之与施卡主镜面基本平行和同心
3) 微调赤道仪使施卡主镜面与激光校准器平行和同心，这一步调整的精度直接影响下一步副镜调整。
下面这张照片就是施卡主镜面与激光校准器平行和同心图。
4) 调整副镜螺丝使之与主镜同轴,调整过程中随时注意主镜面与激光校准器平行和同心度。
下面几张照片就是校准好的图
关灯拍摄主镜
关灯拍摄激光校准器
第3步需要多花点时间，另外赤道仪和激光校准器最好都放到硬地上，减少震动。
望远镜基本原理一、折射望远镜用透镜作物镜的望远镜。
分为两种类型：由凹透镜作目镜的称伽利略望远镜；由凸透镜作目镜的称开普勒望远镜。
因单透镜物镜色差和球差都相当严重，现代的折射望远镜常用两块或两块以上的透镜组作物镜。
其中以双透镜物镜应用最普遍。
它由相距很近的一块冕牌玻璃制成的凸透镜和一块火石玻璃制成的凹透镜组成，对两个特定的波长完全消除位置色差，对其余波长的位置色差也可相应减弱。
在满足一定设计条件时，还可消去球差和彗差。
由于剩余色差和其他像差的影响，双透镜物镜的相对口径较小，一般为1/15-1/20，很少大于1/7，可用视场也不大。
口径小于8厘米的双透镜物镜可将两块透镜胶合在一起，称双胶合物镜，留有一定间隙未胶合的称双分离物镜。
为了增大相对口径和视场，可采用多透镜物镜组。
折射望远镜的成像质量比反射望远镜好，视场大，使用方便，易于维护，中小型天文望远镜及许多专用仪器多采用折射系统，但大型折射望远镜制造起来比反射望远镜困难得多。
伽利略望远镜光路图开普勒望远镜光路图二、反射望远镜用凹面反射镜作物镜的望远镜。
可分为牛顿望远镜、卡塞格林望远镜、格雷果里望远镜、折轴望远镜几种类型。
反射望远镜的主要优点是不存在色差，当物镜采用抛物面时，还可消去球差。
但为了减小其它像差的影响，可用视场较小。
对制造反射镜的材料只要求膨胀系数较小、应力小和便于磨制。
磨好的反射镜一般在表面镀一层铝膜，铝膜在2000-9000埃波段范围的反射率都大于80%，因而除光学波段外，反射望远镜还适于对近红外和近紫外波段进行研究。
反射望远镜的相对口径可以做得较大，主焦点式反射望远镜的相对口径约为1/5-1/2.5，甚至更大，而且除牛顿望远镜外，镜筒的长度比系统的焦距要短得多，加上主镜只有一个表面需要加工，这就大大降低了造价和制造的困难，因此目前口径大于1.34米的光学望远镜全部是反射望远镜。
一架较大口径的反射望远镜，通过变换不同的副镜，可获得主焦点系统(或牛顿系统)、卡塞格林系统和折轴系统。
自制天文望远镜第一章望远镜基本原理黄隆1.1 天文望远镜光学原理望远镜由物镜和目镜组成, 接近景物的凸形透镜或凹形反射镜叫做物镜, 靠近眼睛那块叫做目镜。
远景物的光源视作平行光, 根据光学原埋, 平行光经过透镜或球面凹形反射镜便会聚焦在一点上, 这就是焦点。
焦点与物镜距离就是焦距。
再利用一块比物镜焦距短的凸透镜或目镜就可以把成像放大,这时观察者觉得远处景物被拉近,看得特别清楚。
折射镜是由一组透镜组成, 反射式则包括一块镀了反光金属面的凹形球面镜和把光源作 90 度反射的平面镜。
两者的吸光率大致相同。
折射和反射镜各有优点,现分别讨论。
O=物镜E=目镜f =焦点fo=物镜焦距fe=目镜焦距D=物镜口径d =斜镜1.2 折射和反射望远镜的选择折射望远镜的优点1. 影像稳定折射式望远镜镜筒密封,避免了空气对流现象。
2. 彗像差矫正利用不同的透镜组合来矫正彗像差 (Coma。
3. 保养主镜密封,不会被污浊空气侵蚀,基本上不用保养。
折射望远镜的缺点1. 色差不同波长光波成像在焦点附近, 所以望远镜出现彩色光环围绕成像。
矫正色差时要增加一块不同折射率的透镜,但矫正大口径镜就不容易。
2. 镜筒长为了消除色差, 设计望远镜时就要把焦距尽量增长, 约主镜口径的十五倍, 以六吋口径计算, 便是七呎半长, 而且用起来又不方便, 业余制镜者要造一座这样长而稳定度高的脚架很是困难的一回事。
3. 价钱贵光线要穿过透镜关系,所以要采用清晰度高,质地优良的玻璃,这样价钱就贵许多。
全部完成后的价钱也比同一口径的反射镜贵数倍至十数倍。
反射望远镜的优点1. 消色差任何可见光均聚焦于一点。
2. 镜筒短通常镜筒长度只有主镜直径八倍, 所以比折射镜筒约短两倍。
短的镜筒操作力便, 又容易制造稳定性高的脚架。
3. 价钱便宜光线只在主镜表面反射, 制镜者可以购买较经济的普通玻璃去制造反射镜的主要部份。
反射望远镜缺点1. 遮光对角镜放置在主镜前, 把部份入射光线遮掉, 而对角镜支架又产生绕射, 三支架或四支架的便形成六条或四条由光星发射出来的光线。
一、折射式望远镜
上图为开普勒望远镜原理光路图。
从天体射来的平行光线，经物镜后，在焦点以外距焦点很近处成一倒立缩小实像a′b′。
目镜的前焦点和物镜的焦点是重合的，所以实像a′b′位于目镜和它的焦点之间距焦点很近的地方，目镜以a′b′为物形成放大的虚像ab。
当我们对着目镜观察时，进入眼睛的光线就好像是从ab射来的。
显然，图中ab的视角β远大于直接用眼睛观察天体的视角a，所以，从望远镜中看到的天体使人觉得离自己近看得更清楚。
开普勒望远镜系统是目前应用最广泛的望远镜光学系统，实际应用中还需要增加正像系统，作为双筒望远镜，一般是通过棱镜来实现，根据棱镜种类的不同，分为保罗式和屋脊式，棱镜的作用是在获得正像的同时，使光线在有限长度的镜筒内反复迂回，从而大大缩短光路，这一点对于手持式望远镜是非常重要的，早期的望远镜的物镜甚至需要吊在桅杆上，人们不可能把这样的望远镜随身携带，随意观测的。
下图为伽利略望远镜原理光路图。
作为目镜的凸透镜改为凹透镜，从而使人眼睛接收到一个正立的虚像。
伽利略望远镜是一种古老的观剧望远镜，能直接成立正像，但视场较小，现在一般应用于玩具望远镜，以及外观精美的观剧望远镜，高倍单筒望远镜等更倾向于作为工艺礼品的望远镜产品。
二、反射式望远镜
使用凹面主镜采集光线反射形成图像，上图是典型的牛顿反射式天文望远镜，光线被反射到镜筒内一块小的平板反射副镜到目镜成像观测。
反射式望远镜能以较低的成本获得较大的口径，从而获得较好的集光力，同时能很好的控制色差，因此至今仍被广泛应用于天文望远镜系统。
三、折反式望远镜
施密特结构
马克苏托夫结构
折反射望远镜的物镜是由折射镜和反射镜组合而成。
主镜是球面反射镜，副镜是一个透镜，用来矫正主镜的像差。
此类望远镜视场大，光力强，适合观测流星，彗星，以及巡天寻找新天体。
根据副镜的形状，折反射镜又可以分为施密特结构和马克苏托夫结构，前者视场大，像差小；后者易于制造。
兼顾折射和反射式天文望远镜的优点，既有大口径采光特点又有反射后折射到焦点成像的高质量和高分辩率。
同时大大缩短了光学镜筒长度便于携带。
在过去，折反式望远镜一般是小型天文台和天文发烧友的选择，近年来随着我国经济的发展，以及光学工艺发展带来的成本下降，折反式望远镜越来越多的进入普通家庭。
