雙筒望遠鏡[天文觀察工具]

雙筒望遠鏡[天文觀察工具]

雙筒望遠鏡(以下簡稱“雙筒鏡”)具有成像清晰明亮,視場大、攜帶方便、價格便宜等優點,很適於天文愛好者用來巡天和觀測星雲、星團、彗星等面狀天體。

基本信息

簡介

如果你過去一直使用高倍率、長焦距的天文望遠鏡,也許還沒有意識到自己已經失掉了很多觀測的樂趣,那么請試用一下雙筒鏡,你一定會被視場中平時未曾欣賞過的美景深深的陶醉。由於雙筒鏡有著廣泛的用途,所以在市場上它的品種繁多,性能也相差很大。

雙筒望遠鏡是一樣很有用的天文觀察工具。你可以用它來觀看一場球賽、演唱會或是天上的飛鳥。你也可以用它來欣賞兩百萬光年之遙的銀河、月球上的環形山、圍繞木星的幾個衛星、星系及星雲等。

許多人都錯以為雙筒望遠鏡在天文觀察上沒有作為。事實上,它是很多資深的天文觀測者喜愛的工具。

特點

對初學者,它是進入天文觀測之門的門票。雙筒望遠鏡並不貴,你只須花個數百塊錢就可以買到一副不錯的雙筒望遠鏡了。

每副雙筒望遠鏡都標有一組數字如 7x50之類。雙筒望遠鏡規格上的第一個數字 "7" 就是「倍率」,第二個數字 "50" 就是指鏡頭直徑。七倍的機型是一種暢銷機型,會讓觀看的每一樣物品拉近七倍。你還可以選購 10x、16x, 可能你認為天文用途上高倍率是必要的,其實不然。一付 7x 雙筒望遠鏡就夠好了,而且接下來我們還會論及 7x 所擁有的優點超過大部份的高倍率機型。

原理

雙筒鏡採用的是折射系統,可分為伽利略式和克卜勒式兩種。伽利略式雙筒鏡結構簡單,光能損失小、鏡筒較短、價格也較低,但是,它的放大率一般不能超過6倍,放大率再增加,視場就會迅速減小,視場邊緣變暗。成像質量也會下降,所以這種雙筒鏡用得較少。現在常見的是克卜勒式雙筒鏡,它的視場比伽利略式的大,而且成像更加清晰,但克卜勒式雙筒鏡成的是倒立的像,為了得到正像,在它的光路中加有轉像稜鏡或轉像透鏡,這些轉像裝置在地面觀測中是必不可少的。但像的倒正對天文觀測來說無關緊要,不過正像望遠鏡可以給初學者找星帶來方便。

光學性能

概述

表示望遠鏡性能的參數有6個,它們是口徑、放大率、視場、相對口徑、極限星等和分辨本領。介紹這6個參數的書籍和文章很多,本文不再贅述,這裡只結合雙筒鏡的特點作一簡單說明。

口徑、放大率

雙筒鏡的口徑、放大率和視場一般都標在鏡身上。口徑和放大率用兩組數字表示,例如“10×50”表示這架雙筒鏡的放大率為10倍。口徑是50毫米;再如“7×~15×35”表示放大率在7倍至15倍之間可調,口徑是35毫米。放大率和口徑是反映雙筒鏡性能的最重要的參數。選購時要特別注意。用於天文觀測的雙筒鏡應選擇口徑大一些的,這樣可以看到更多的天體。那么放大率是否也是越大越好呢?不是的。放大率的選擇要根據觀測的需要來確定。當口徑相同時。用較高的放大率可以看到較多的恆星,但對於星雲之類的面狀天體來說,在低放大率時看起來卻比高放大率時更亮些。而且隨著放大率的增高,視場還會變小。與天文望遠鏡相比,雙筒鏡的優勢就在於它的視場大和適於觀測面狀天體,所以用於天文觀測的雙筒鏡放大率不宜過高。

現在市場上常見一種變倍雙筒鏡,它的放大率在一定範圍內可連續變化,這樣它便具有廠多架定倍雙筒鏡的功能,使用起來比較方便。變倍雙簡鏡的缺點是視場小,結構複雜。成像質量不如定倍率的雙筒鏡。

視場

視場是反映望遠鏡性能的另一個重要參數。與天文望遠鏡不同,雙筒鏡的視場經常不以“度”作單位給出,而是給出在1000米(碼)處能看到的景物的最大寬度。如“131m/1000m”或“393Ft./1000Yd。”表示用這架雙筒鏡能看到1000米(碼)處的景物的最大寬度為131米(393英尺)。天文愛好者都習慣使用角度來表示視場的大小,它們之間很容易換算。對於上面的第一個表示式,視場:

θ=131÷17.5=7°.5

考慮到1碼等於3英尺,對第二個表示式,視場:

θ=393÷52.5=7°.5

雙筒鏡的視場是由稜鏡和目鏡的設計決定的。口徑和放大率相同的雙筒鏡視場往往不同,大視場能給觀測帶來不少方便。但視場邊緣的像質往往較差,價格也較貴。

相對口徑

雙筒鏡的相對口徑(即口徑與物鏡焦距的比值)比一般的天文望遠鏡大,而面狀天體在望遠鏡中的亮度與相對口徑的平方成正比,這就是雙筒鏡比天文望遠鏡適於觀測面狀天體原因。在許多雙筒鏡的說明書中經常提到“出瞳直徑”。它是相對於入瞳直徑(即望遠鏡的口徑)而言的,它是由物鏡匯集的光束進入觀測者時的直徑。在數值上等於物鏡直徑與放大率的比值,如10×50的雙筒鏡出瞳直徑就是50mm/10=5mm。出瞳直徑越大.成像越亮。人眼瞳孔直徑在完全黑暗的時候最大,為7毫米,所以出瞳直徑不應大於7毫米,否則一部分光線就會因為無法進入瞳孔而白白損失掉。一般來說。用於天文觀測的雙筒鏡出瞳直徑在7毫米左右為宜。通常認為7×50型雙筒鏡最適於天文觀測,它的出瞳直徑為7.1毫米,成像清晰明亮,視場較大,一般為6~70,而且重量輕,易於手持觀測。隨著年齡的增加,瞳孔的最大直徑會逐漸變小。30歲左右時為6毫米,40歲以上一般只有4.5~5毫米。這時使用10×50的雙筒鏡較合適。

極限星等和分辨本領

望遠望的極限星等m和解析度δ的理論值分別為

m=2.1十51gD

δ"=140/D

(其中D為以毫米為單位的望遠鏡的口徑,δ的單位為角秒)。但是由於雙筒鏡的放大率較低及觀測時調焦不準、大氣抖動等原因,極限星等和分辨本領都達不到理論值。雙筒鏡的這兩個參數製造商一般沒有給出,使用者最好能自己動手測一下,這對於更好的利用雙簡鏡很有幫助。在晴朗無月的夜晚,當昴星團上中天時,用雙筒鏡能看到的圖l中最暗的恆星的星等就近似等於它的極限星等。用雙筒鏡剛能分開的雙星中兩子星的角距即為它的實際分辨本領。雙星的數據可參閱有關星表。

物鏡直徑

物鏡(前部)鏡頭框架內側直徑(毫米)的有效孔徑。較大的物鏡直徑,具有較高的圖像分辨能力和較明亮的圖像。但是,大物鏡直徑鏡頭會造成雙筒望遠鏡的重量增加,所以一般操作時最大應不超過50mm。

實際視場

實際視場為視場到物鏡中心點所測到的角度。所有的雙筒望遠鏡都有各種各樣的數字來表示規格。如“8×40 8.8°”,其中8.8°代表實際視場。

1000米處的視野

1000米處的視野為1000米處可見區域的寬度。

出射光瞳

出射光瞳 出射光瞳

出射光瞳是指接目鏡處所形成的圖像。出射光瞳直徑(mm)是有效口徑除以放大倍率。人眼瞳孔直徑的變化為白天2-3mm到黑夜7mm的範圍。所以出射光瞳直徑為7mm的話,能獲取較大的亮度,適於黑暗的場合使用。

亮度

相對亮度數值是出射光瞳直徑的平方。較高的相對亮度能帶來明亮的圖像。然而,這個亮度數值不能完全的增加照在肉眼上的光亮度,因為只有當出射光瞳直徑與眼睛的瞳孔直徑相一致時通過雙筒望遠鏡的光線才會百分之百的有效。

眼點距

亮度 亮度

眼點距是指眼點到接目鏡鏡頭之間的距離。當把眼睛放到正確的眼點上,你能看到清晰而又完整的視野。高眼點距設計的雙筒望遠鏡擁有較長的眼點距,能使佩戴眼鏡的使用者也能看到清晰而又完整的視野。

出瞳距離

出瞳距離是能夠看清整個視場時眼睛與目鏡的最後一片鏡片間的距離。它的大小對於戴眼鏡的近視患者非常重要,雖然摘掉眼鏡重新調焦後仍能看到清晰的像,但當需要用肉眼和雙筒鏡反覆交替觀測星空的時候就很不方便了。另外戴散光眼鏡的人如果摘掉眼鏡,無論怎么調焦也是無法看到清晰的像的。

要戴著眼鏡看清整個視場,出瞳距離予少應為14~15毫米。當出瞳距離少於8毫米時,即使不戴眼鏡的人使用起來也會感到不方便。

增透膜

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當光線由空氣進入玻璃或由玻璃進入空氣時,大約有5%被反射掉。雙筒鏡每個鏡筒的物鏡、稜鏡和目鏡加在一起,一般有10~16個與空氣接觸的表面。如果這些表面未經任何處理,那么入射光線因反射就要損失50%左右。為減少這種有害的反射,現代的折射望遠鏡在各光學表面都鍍有單層或多層增透膜。多層增透膜的材料是氟化鎂。單層增透膜只對一種特定波長的光有最佳增透效果,對其他波長的光增透效果稍差,它可使每個表面光的反射減至1.5%,如用於雙筒鏡的所有表面,光的透過率可超過80%。好的多層膜每個表面光的反射率只有約0.25%,如用於雙筒鏡的所有表面,光的透過率可達90~95%。

一般情況下,目視望遠鏡的單層增透膜對5500埃的黃綠光增透效果最佳,因為人眼對這種光最敏感。遠離這一波長的藍光和紅光的反射就多一些,因此我們看鍍了單層膜的鏡片是藍紫色或紅色的。鍍多層膜的鏡片呈淡淡的綠色或暗紫色,太厚的單層膜看起來也會呈現出綠色,已經發現國外有的製造商以此來充作多層膜,不過它反射出的光線比真正的多層膜要強得多。

有人會覺得大口徑的雙筒鏡即使鍍膜質量差一些也沒關係,它的口徑可以彌補光線的損失。其實不然,雙筒鏡內部各表面的反射光會形成雜散光,降低景物的反差,使像變得模糊不清,在日光下觀察陰影中的物體時,這種現象尤為明顯。在鍍膜質量差的雙筒鏡中消失在眩目的光輝里的目標,用鍍膜質量好的雙筒鏡就很容易看到。

根據質量不同,增透膜可分為以下幾種,它們一般都標在鏡身明顯的位置上。

CoatedOptics(鍍膜):因為沒有一家正規的製造商出售完全不鍍膜的雙筒鏡,所以這實際是一種最低級的增透膜。它只表示至少在一個表面上鍍有單層增透膜,通常是在兩個物鏡和兩個目鏡的外表面鍍膜,而內部的鏡片和稜鏡都沒有鍍膜。

FullyCoated(全表面鍍膜):所有的鏡片和稜鏡表面都鍍了單層膜,但如在目鏡中使用了光學塑膠鏡片,則可能並未鍍膜。

Multi-Coated(多層鍍膜):至少在一個表面上鍍有多層膜,其他表面可能鍍了單層膜,也可能根本沒鍍膜,通常只在物鏡和目鏡的外表面鍍多層膜。

FullyMulti-Coated(多層全表面鍍膜):所有的表面部鍍有增透膜,一些製造商在所有的表面都鍍了多層膜,而另外一些只在部分表面鍍多層膜,其他表面仍鍍單層膜。

增透膜質量的好壞與雙筒鏡的成像質量關係甚大。在選購時要認真加以鑑別。

稜鏡系統

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克卜勒式雙筒鏡一般靠轉像稜鏡得到正像,常用的如下兩種:普羅稜鏡(PorroPrism)最常用的一種稜鏡。用普羅稜鏡的雙筒鏡較寬,兩塊物鏡的間距大於目鏡的間距,這樣在觀察近處物體時立體感強。有些緊湊的雙筒鏡採用倒置的普羅稜鏡,物鏡的間距小於目鏡間距,立體感也就減弱了。普羅稜鏡易於製造,比同等光學質量的屋脊稜鏡便宜。

屋脊稜鏡(RoofPrism)體積較小而且可以使物鏡和目鏡位於一條直線上,因此常用於極緊湊的雙筒鏡。與普羅稜鏡相比,屋脊稜鏡有兩個主要的缺點,一是光線的損失多,成像較暗;二是對裝配精度要求高,難於製造,價格也較貴,製造精良的屋脊稜鏡在性能方面可以趕上但不會超過普羅稜鏡。

可用於製造稜鏡的光學玻璃型號很多。廉價的雙筒鏡常用BK-7玻璃。較高級的用Bak一4玻璃。對著明亮的背景(如天空)觀察雙筒鏡的出瞳,如果像的四周被“切掉”了,它用的就是BK-7玻璃;Bak-4稜鏡可以看到邊緣清晰而明亮的圓形。

調焦方式

折射望遠鏡常用的調焦方式有外調焦和內調焦兩種,讓目鏡沿光軸方向相對於物鏡運動,稱為外調焦,外調焦的優點是簡單,像質較好;但是儀器的外型尺寸較大,密封性也較差,折射天文望遠鏡經常採用的就是外調焦。內調焦是通過移動物鏡組中的一塊或一組透鏡來得到清晰物像的。它的優點是結構尺寸小,攜帶方便,而且物鏡的焦平面對任何距離處的景物都是不變的,這一點對於安裝分劃板十分介便,所以大地測量儀器一般採用內調焦。它的另一優點是使儀器有較好的密封性,這有利於保持儀器內部的清潔。目前,大部分雙筒鏡採用的是外調焦,少數高級品採用內調焦。

很多雙筒鏡(標有CF)使用一個中心調焦旋鈕同時調節兩個鏡筒的焦距。另一些雙簡鏡(標有IF),多為防水型雙筒鏡,每個鏡簡上設有單獨的調焦裝置,CF雙筒鏡使用方便。IF雙筒鏡機械結構簡單。

不少製造商現在生產一種沒有調焦裝置的雙筒鏡,有的名字聽起來讓你相信它是自動調焦的.事實上它們根本無法調焦。除非你的視力極好並且不打算觀察距離很近的物體。否則不要買這種雙筒鏡。

其他

供勘察和測距用的雙筒鏡中都裝有分劃板(十字絲)。天文觀測中除了觀測月亮以外,由於背景太暗,根本無法看到十字絲,所以分劃板對於一般的天文觀測來說用處不大,它對光的反射和吸收會使雙筒鏡成像的亮度降低,還會增加造價,所以天文愛好者選用沒有分劃板的雙筒鏡為好。

最後,談一下雙筒鏡常用的兩種附屬檔案--支架和濾光片。在白天我們可以用手舉著雙筒鏡欣賞風景,但是,用手舉著雙簡鏡進行天文觀測是不合適的,即使肘部有支撐也是不好的。用於天文觀測的雙筒鏡應該有一個穩固的支架,通常做成地平式的就可以了,口徑小於6厘米的小雙筒鏡重量較輕,一般的照相機三角架完全能支撐住它,只需動動腦筋。自己做一個雙筒鏡與三角架的連線裝置就可以了。無論是白天在強烈的陽光下觀看風景還是晚上欣賞夜空中的美景,濾光片都是一種很有用的附屬檔案,你的雙筒鏡買來時如果沒有濾光片,可以和濾光片的生產廠家聯繫。還要提醒一句,如果搞不到能加在物鏡前面而且透光量足夠小的濾光片,千萬不要用雙筒鏡直接看太陽,因為這時目鏡後面的溫度往往高到能夠使濾光片炸裂的程度。

使用方法

個別對焦篇

⑴個別對焦雙筒鏡目鏡上有刻度,請讀者自己調好焦距後不要再隨意亂調整,因為天文星象的焦點是無限遠。

⑵閉上左眼張開右眼調焦,並用右手拇指與食指旋轉目鏡調焦。

⑶閉上右眼張開左眼調焦,並用左手拇指與食指旋轉目鏡調焦。請讀者不要閉上雙眼來進行調焦工作!

⑷別忘了,要調整雙眼間距,以獲得立體觀測效果。

⑸大口徑的雙筒鏡實際瞳孔成像(Exit Pupil)比較大,非常適合夜間觀測天象。

中央對焦篇(CF)

安裝眼杯 安裝眼杯

安裝眼杯橡皮遮光罩有防止雜光逸入,影響觀測效果;欲戴眼鏡觀察的請拆下或反折。

調整橡膠眼杯

戴眼鏡時,摺疊起眼杯。不戴眼鏡,豎起眼杯。

旋轉和滑動橡膠眼杯

戴眼鏡時,順時針轉動眼杯至完全回縮位置。不戴眼鏡,逆時針轉動眼杯至完全伸長位置。

一旦橡膠眼杯被設定完畢,無論是否配戴眼鏡,您都能通過望遠鏡上正確的眼點處觀察到清晰而又完整的視野。

調節瞳距 調節瞳距

調節瞳距將雙手的手肘、手壁夾緊胸部形成支撐點,以利穩定觀察;切記手時、手臂勿打開。兩眼間依每個人不同而加以調整。一定要調整至將兩個影像合而為一後,才可發揮雙筒鏡觀察的立體效果。如果瞳距沒有正確地調節好,所看到的圖像或許會給你帶來不適感。

⒈ 當看到的物體呈兩個圖像時,請小心地將雙筒望遠鏡的鏡身展開或合攏。

⒉ 當兩個圖像合併成一個,形成一個完美的圓圈時,請停止轉動鏡身。

中央式屈光度調節 中央式屈光度調節

屈光度調節 (中央式雙筒鏡)將雙手的手肘、手壁夾緊胸部形成支撐點,以利穩定觀察;用右手中指推動中央對焦輪,調焦至清晰為止。

有的雙筒鏡右邊目鏡還可再精密對焦,故請使用者,旋轉中央對焦輪調焦使左眼清晰後,閉上左眼再用右眼補力補償進行更精密的對焦,使右眼達到最清晰。順序如下:

⑴ 首先通過左接目鏡用左眼觀察遠處的物體,同時調節中央對焦環調節好焦距。

⑵ 然後通過右接目鏡用右眼觀察相同物體,同時轉動屈光度調節環調整焦距。

變焦望遠鏡在調節屈光度時,請先把放大倍率調到最大。屈光度的調節將會使左右眼睛視力差的用戶也能輕鬆使用。

對焦 對焦

對焦 現在開始,在觀察不同距離的物體時,只要調節對焦環就可對準焦距,左右目鏡的焦距無需再作調整。

絕對不要用雙筒望遠鏡來觀察太陽否則將會使眼睛受傷。

注意事項

1、絕對不要用雙筒望遠鏡來觀察太陽否則將會使眼睛受傷。強烈的陽光經望遠鏡的聚焦,就像放大鏡聚光一樣,會灼傷你“心靈的窗戶”!

2、不要用其它普通的布料擦拭物鏡或目鏡,用望遠鏡包里附帶的絨布或其他柔軟的布擦拭望遠鏡的目鏡物鏡。有指印及時擦除以免腐蝕,灰塵用吹風球清理。清除殘留的髒點或污跡時,可滴上一、二滴酒精 ,最好用布沾點就行,因為滴的話不好控制量。當外露鏡片沾上油污時,可用藥用酒精 (isopropyl alcohol 70% 化學名為異丙醇) 和特殊微纖維布料(microfiber cloth)把油污擦去。

3、非防水望遠鏡不要在雨雪天氣里使用。儘管市面上有很多防水的望遠鏡,哪怕掉入水裡也不會有任何的使用問題。但就保養望遠鏡而言,把望遠鏡保存在乾燥的環境中對寶貝的鍍膜和望遠鏡有益無害。防水、充氮功能只是以防萬一落水和受潮,並不怕受潮而內部光學件長霉。

4、不要嘗試清擦望遠鏡內部或拆卸望遠鏡 ,望遠鏡其實很複雜,光軸壞了要在望遠鏡的專用調試光軸的儀器上才能調試。望遠鏡只要一拆卸,其光軸就會變化,從而使左右筒的成像不會重合,使您的眼鏡不舒服,嚴重時根本就不能使用。不要對望遠鏡重摔、重壓或做其他劇烈動作,主要還是出於對望遠鏡的光軸考慮,重摔、重壓或其他劇烈動作也很容易破壞望遠鏡的光軸。雙筒鏡最忌撞擊,尤其廉價機型。

5、 出於成本和攜帶輕便考慮,目前的望遠鏡大都不是金屬的鏡身,重摔,重壓,容易損壞。所以大家不要用它來砸核桃或者當武器,切記!

6、長期不用時,將之調整到最小體積蓋上防護蓋放在裝有防潮的密實袋或電子防潮箱內,但切勿放在皮盒內,因為皮盒易發霉和吸水。普通乾燥劑其實對於防水的望遠鏡沒太大意義,一年後失效就扔了好了。但不防水的寶貝,最好還是定期更換(半年到一年),以防內部受潮長霉。乾燥劑都能買得到,也可以花個百十來塊錢買個乾燥箱保存,有備無患!

7、使用完寶貝,在放置時,先看看桌上有其他硬物沒,不要放於其它物品上,以防鏡片上出現劃痕。

8、望遠鏡還是要正放為好,不要目鏡向下放置。因為有的部位塗有潤滑的油脂,有些地方還設計有存油槽,倒放時間長或天氣太熱,可能會流到不該流的地方。

9、觀景時不要把鼻子靠近目鏡,引致水氣積聚。防水型號若沾上海水,可以清水將之沖洗乾淨再風乾。

10、若鏡身內發霉,不應自行拆散清潔,最好寄回原廠修理

發明

17世紀初的一天,荷蘭密特爾堡鎮一家眼鏡店的主人漢斯·利比斯赫,他為檢查磨製出來的透鏡質量,把一塊凸透鏡和一塊凹鏡排成一條線,通過透鏡看過去,他發現遠處的教堂的塔好像變大而且拉近了,於是在無意中發現瞭望遠鏡原理。1608年他為自己製作的望遠鏡申請專利,並遵從當局的要求,造了一個雙筒望遠鏡。據說密特爾堡鎮好幾十個眼鏡匠都聲稱發明瞭望遠鏡,不過一般都認為利比赫是望遠鏡的發明者。

望遠鏡發明的訊息很快在歐洲各國流傳開了,義大利科學家伽利略得知這個訊息之後,就自製了一個。第一架望遠鏡只能把物體放大3倍。一個月之後,他製作的第二架望遠鏡可以放大8倍,第三架望遠鏡可以放大到20倍。1609年10月他作出了能放大30倍的望遠鏡。

伽利略用自製的望遠鏡觀察夜空,第一次發現了月球表面高低不平,覆蓋著山脈並有火山口的裂痕。此後又發現了木星的4個衛星、太陽的黑子運動,並作出了太陽在轉動的結論。

幾乎同時,德國的天文學家克卜勒也開始研究望遠鏡,他在《屈光學》里提出了另一種天文望遠鏡,這種望遠鏡由兩個凸透鏡組成,與伽利略的望遠鏡不同,比伽利略望遠鏡視野寬闊。但克卜勒沒有製造他所介紹的望遠鏡。沙伊納於1613年—1617年間首次製作出了這種望遠鏡,他還遵照克卜勒的建議製造了有第三個凸透鏡的望遠鏡,把二個凸透鏡做的望遠鏡的倒像變成了正像。沙伊納做了8台望遠鏡,一台一台地雲觀察太陽,無論哪一台都能看到相同形狀的太陽黑子。因此,他打消了不少人認為黑子可能是透鏡上的塵埃引起的錯覺,證明了黑子確實是觀察到的真實存在。在觀察太陽時沙伊納裝上特殊遮光玻璃,伽利略則沒有加此保護裝置,結果傷了眼睛,最後幾乎失明。

荷蘭的惠更斯為了提高望遠鏡的精度在1665年做了一台筒長近6米的望遠鏡,來探查土星的光環,後來又做了一台將近41米長的望遠鏡。

使用物鏡和目鏡的望遠鏡稱為折射望遠鏡,即使加長鏡筒,精密加工透鏡,也不能消除色象差,1668年英國科學家發明了反射式望遠鏡,斛決了色象差的問題。第一台反望遠鏡非常小,望遠鏡內的反射鏡口徑只有2.5厘米,但是已經能清楚地看到木星的衛星、金星的盈虧等。1672年牛頓做了一台更大的反射望遠鏡,送給了英國皇家學會,至今還保存在皇家學會的圖書館裡。

牛頓曾認為折色象差不可救藥,後來,證明過分悲觀。1733年英國人哈爾製成一台消色差折射望遠鏡。1758年倫敦的寶蘭德也製成同樣的望遠鏡,他採用了折光原則不同的玻璃分別製造凸透鏡和凹透鏡,把各自形成的有色邊緣相互抵消。

反射式望遠鏡存在天文觀測中發展很快,1793年英國赫瑟爾製做了反射式望遠鏡,反射鏡直徑為1.30米,用銅錫合金製成,重達1噸。1845年英國的洛斯製造的反射望遠鏡,反射鏡直徑為1.82米。1913年在威爾遜山天文台反望遠鏡,直徑為2.54米。1950年在帕洛瑪山上安裝了一台直徑5.08米反射鏡的反射式望遠鏡。1969年在蘇聯高加索北部的帕斯土霍夫山上裝設了直徑為6米的反射鏡,現在大型天文台大都使用反射式望遠鏡。

目前世界上最大的望遠鏡

馬普學會發表新聞公報說,安裝在美國亞利桑那州海拔3190米高的格雷厄姆山上的大型雙筒望遠鏡(LBT)經過了8年的計畫和建造 ,於2004年10月16日正式落成。這個天文望遠鏡建成後將成為世界上最大的單個天文望遠鏡,整個項目共耗資1.2億美元。格雷厄姆山遠離大城市的燈光,水汽或塵埃也很少,在天文學家眼裡是理想的觀測地點。

光學望遠鏡用於聚光的鏡面大小至關重要,鏡面面積越大,觀測到微弱物體的能力越強。LBT兩個凹鏡直徑分別達8.4米,總面積加起來可達110平方米。兩面凹鏡片的表面加工精度非常高,它們安裝在一個整體上,可以同時對準要觀察的目標天體,藉助光線干涉原理,所獲圖像的清晰度可與23米直徑的鏡片相當。它是一個單一整體,因此稱為世界最大的單個望遠鏡。有些龐大的射電望遠鏡是由許多台小望遠鏡組成的陣列,並非單個望遠鏡。

怎樣選擇

市場上有五花八門的雙筒望遠鏡,它們的外觀、大小、價格和用途各不相同,有的用於觀賞風景、體育比賽和文藝演出,有的用於觀察鳥類和其他動物,有的用來進行定點監視(如森林、電業、公安部門等),也有人用來欣賞夜空中神奇美麗的天體……如果你想選購一架適合於自己的雙筒望遠鏡,那么必須知道下面的知識:?

望遠鏡型號

市場上出售的雙筒望遠鏡上,都標有這樣的數字:“7´35”、“8´50”、“15´70”等,“´;”號前面的數字代表放大倍數(上述三個望遠鏡的放大倍數分別為7、 8、 15),“´;”號後面的數字代表雙筒望遠鏡單個物鏡(靠近觀察物一邊的鏡子)的直徑,以毫米為單位(上述三個望遠鏡物鏡的口徑分別為35、50、70mm)。望遠鏡型號中所出現的類似數字也表示相同的意義,如:上述三款望遠鏡的型號中分別有“0735”、“0850”、“1570”的數字。還有一些較高檔的變倍型望遠鏡,它們的放大倍數是可以在一定的範圍內連續改變的,如“082450”表示它的放大倍數可以從8倍連續變化為24倍,物鏡口徑為50mm;“206078” 表示它的放大倍數可以從20倍連續變化至60倍,物鏡口徑為78mm……

放大倍數(倍率)和視場

望遠鏡的放大倍數(倍率)是通過望遠鏡觀測時將目標的張角放大的倍數(通俗地說,就是望遠鏡拉近物體的能力,譬如用7倍的望遠鏡觀測700米處的物體,就相當於用肉眼觀測100米處物體的效果),它的數值等於物鏡焦距與目鏡焦距之比。在物鏡焦距已經固定的情況下,只要變換目鏡的焦距就能改變望遠鏡的放大倍數。視場是通過望遠鏡能看到的範圍大小,視場越大,觀測範圍就越寬廣,感覺也越舒適。視場常用千米處視界(可觀測的寬度,以米為單位)或換算成角度來表示。視場的大小與放大倍數成反比,放大倍數越大,視場越小。

放大倍數

絕大部分人相信,望遠鏡的放大倍數越高,看到的效果越好,事實卻正相反,在物鏡口徑相同的情況下,放大倍數越高,成像質量就越差,看到的景物越模糊。你如果是用望遠鏡來觀賞風光、演出、比賽……,一般選用7~8倍的放大倍數最為適宜,因為用這種低倍鏡觀察,像會更明亮、更穩定,視場更大;如果選用10倍以上的高倍鏡觀察,你會發現像是變大了,但視場卻變小了(如看球場只能看到一個角、看舞台只能看到幾個演員……),同時像也變暗,穩定性變差(抖動得厲害),由於一般人很難用手較長時間地拿穩一架10倍以上的雙筒望遠鏡,所以實際上你會發現在望遠鏡中很不容易找到目標。世界各國軍用望遠鏡大都以6~10倍為主,中國的軍用望遠鏡主要是7倍和8倍的,就是因為清晰穩定的成像十分重要。

一些經銷商信口雌黃,吹噓自己的望遠鏡能放大幾十、幾百倍,以虛假的高倍率來吸引、欺騙顧客,使不少消費者受騙上當。打個比方,沒有足夠大的口徑保證的放大倍數就如同沒有足夠高的解析度保證的照相底片,如果他們的雙筒望遠鏡真能放大幾百倍,那么你所看到的景物就如同把一張普通底片放大到一個運動場那么大,你說還能看清楚什麼嗎?!相信讀過這篇文章的朋友是決不會再去相信那些鬼話了。

假如你需要觀察某些小範圍景物的細節和特寫(如觀鳥、動物、觀測天體等)或者還要攝影錄像等,則必須使用10倍以上的望遠鏡(為了成像清晰,口徑也得相應增大),但此時你一定要為雙筒望遠鏡配一個穩固的三角架。

看得清不清楚主要由什麼因素決定

望遠鏡的通光口徑(大致上相當於物鏡直徑)越大,收集光的能力越強,看到的像就會越清楚(專業上稱為“解析度”或“分辨本領”越高),一架望遠鏡通光口徑的大小限制了它所允許的放大倍數,所以你若想要看得更清楚,不是要增加放大倍數,而是要增大通光口徑。但對於手持式的雙筒望遠鏡來說,物鏡口徑的增大會使望遠鏡變得笨重,所以手持雙筒望遠鏡的口徑不宜超過60mm,否則不用三腳架就無法拿穩它。如果你是經常在明亮處使用雙筒望遠鏡。那么口徑稍小一些沒什麼太大關係,但如果你想在較為暗弱的光照下觀測目標,比如觀看照明不太好的舞台、陰暗處的動物或觀測天體,那么口徑大一些就顯得十分重要了,它會直接影響到你能否看清楚目標。

當然,望遠鏡中的景物清不清楚,除了通光口徑外,還與其他諸多因素有關,譬如鏡片所用材料、形狀、結構、磨製、膠合、鍍膜、安裝、調試工藝以及目鏡類型、質量等,所以即使是口徑相同的望遠鏡,也會因上述因素的不同而導致成像質量的巨大差別,業外人士對這些通常是難以了解和鑑別的。

一般來說,你應該根據自己的使用目的、使用環境、經濟條件等來選擇口徑、重量、大小、、質量、價格等都適合於你的雙筒望遠鏡。

什麼因素會影響觀測景物的亮度

如果用物鏡口徑(以mm為單位)除以放大倍數,如“35/7”、“50/8”、“70/15”,那么你就可以得到以毫米為單位的通過望遠鏡射到眼睛處的光束直徑。這個數值越大,你眼睛接收到的光或被觀測目標信息就越多,這個數值稱為望遠鏡的出射瞳孔。它對我們選擇望遠鏡有什麼用處呢?

假定你準備購買一個用於觀察鳥類的雙筒望遠鏡,並且你希望用它在黎明或傍晚觀鳥,而那時的鳥常常落在樹叢中,藏在暗影里。如果你買一個10x25的雙筒望遠鏡,那么出射瞳孔直徑為25/10= 2.5(mm),而我們眼睛瞳孔的直徑在不同明暗條件下的變化範圍約為2mm至7mm。光越暗,瞳孔直徑越大。如果你準備用雙筒望遠鏡在暗處觀察,則應選擇望遠鏡的出射瞳孔與你的眼睛在暗處時的瞳孔直徑相近的雙筒望遠鏡,這樣才能最有效地利用望遠鏡所接到的信息。那么“7X 50”的雙筒望遠鏡如何呢?它的出射瞳孔為50/7=7.14mm,幾乎與人眼在最暗處的瞳孔直徑相等,它收集到的光能被你的眼睛高效率地接收到,所以是較理想的選擇。不過由於人眼瞳孔直徑的變化範圍因人而異(比如四十多歲人的瞳孔直徑就只能擴張到4~5mm),而且正常使用望遠鏡大都在白天,所以出射瞳孔一般選擇在3~7mm就可以了。

鍍膜的用處

如果你注意觀察,你會發現望遠鏡的物鏡表面呈現不同的顏色:紅、藍、綠、黃、紫等,這就是平常所說的鍍膜(也稱增透膜,是特製的化學薄膜層)。如果不鍍膜,會有50%的光線在通過物鏡時被漫反射掉而無法到達你的眼睛,並且造成一種霧茫茫的現象!鍍膜可以提高透光率,增加亮度與色彩的對比度、鮮明度,大大改善觀測效果。所以,現在的正規望遠鏡廠家都不同程度地為望遠鏡鏡片進行光學鍍膜。一般鍍膜層越多、反光越小,效果就越好。鍍膜的顏色需根據鏡片的光學材料與設計要求而定。在正常使用情況下,藍膜、綠膜都較為優秀。

選購雙筒望遠鏡時要選擇全鏡面多層鍍膜的,為什麼?請看下述各種鍍膜的區別:

光學鍍膜:這是最低級的鍍膜,價格較便宜,一般是一個鏡面鍍單層膜,一般鍍物鏡。

全鍍膜:所有的鏡片都要鍍單層膜。這樣會使光的通過率從50%提高到80%。

多層鍍膜:至少有一個鏡面鍍不止一層的膜。

全鏡面多層鍍膜:這是最高級的鍍膜。它表示對所有的鏡面都進行多層鍍膜,可將光的通過率提高到90~95%!

“紅外夜視望遠鏡”

現在市場上能看到不少鏡面反光很強、亮閃閃的紅膜望遠鏡,一些經銷商把它們稱為“紅外線”、“次紅外線”、 “紅寶石鍍膜”等等,還會告訴你這是能在夜間觀測的“紅外夜視望遠鏡”。請朋友們千萬不要上當!真正的紅外夜視儀是通過接收人眼所不可見的紅外線,採用光電管成像,需要用電池才能觀測,白天不能使用,與望遠鏡的結構原理完全不同,價格也非常昂貴,根據它所採用的微光管的檔次,價格至少也得在數千至數萬元甚至更高(軍級)!如果說幾十元、幾百元就能買到“紅外夜視望遠鏡”,豈非痴人說夢!其實,那種亮閃閃的紅膜因對光線反射嚴重而使成像亮度大大降低,只有當陽光照耀在雪地上使景物變得刺眼時,它倒是可以發揮降低亮度的作用。

如果戴眼鏡,應該怎樣選擇雙筒望遠鏡?

隨著你的眼睛逐漸靠近目鏡,當你正好能看清楚全部視場或看清楚視場中的目標時,你的眼睛與目鏡間的距離稱為“出瞳距離”。不同望遠鏡的出瞳距離不同,一般在5- 20mm之間。目鏡上面的膠皮眼罩就是為了使觀察時眼睛處於合適距離、感覺舒適而設定的。如果你需要戴著眼睛來觀看雙筒望遠鏡,那么眼睛與目鏡之間的距離變大,所以要選擇出瞳距離大一些的。

何種型號雙筒望遠鏡適合星空觀測

假如你用雙筒望遠鏡來觀測星空,那么物鏡口徑是最關鍵的,因為它直接決定瞭望遠鏡的分辨本領。

如果你要手持雙筒望遠鏡,則口徑選擇50或60mm,放大倍數選擇7~8倍為佳;如果你計畫將雙筒望遠鏡固定在三腳架上使用,那么口徑可以增大到70~80mm,放大倍數則可增大到20倍。

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