當我們拿到一只望遠鏡時(shí),會(huì )注意到上面標注出的它的規格,A×B,其中A是放大倍數,B是望遠鏡的口徑大小,單位是米。這兩個(gè)指標決定了望遠鏡的規格,也是最重要的參數。
望遠鏡既然是觀(guān)察遠方的儀器,其作用就是在盡可能少的損失物體本來(lái)細節的前提下放大目標方便觀(guān)察。即:理想的望遠鏡應該“無(wú)損地放大目標,真實(shí)地還原細節”。
很多人覺(jué)得望遠鏡的放大倍數應該越大越好,其實(shí)望遠鏡的放大倍數是由很多因素決定的,實(shí)踐證明,最適合手持觀(guān)察的望遠鏡倍數應該是6-10倍,而以7,8倍為最多。市面上的望遠鏡倍數一般不會(huì )超過(guò)20倍,如果標出了幾百倍,幾千倍,那么是假貨無(wú)疑。為什么倍數不做高些呢?事實(shí)上,高倍數的望遠鏡在技術(shù)上沒(méi)有什么難點(diǎn),只要愿意,做到任意高倍數都可以,但是,高倍數會(huì )帶來(lái)很多負面影響。首先是亮度,倍數越高,物體的表面亮度會(huì )越差,因為物體面積被放大到正比于二次方放大倍數,亮度下降會(huì )非常明顯。當然如果望遠鏡口徑大,倍數可以適當高些,但是手持望遠鏡的口徑一般不超過(guò)50mm.還有更重要的就是高倍帶來(lái)的抖動(dòng),手持望遠鏡會(huì )有輕微的抖動(dòng),但是這種輕微的抖動(dòng)被放大以后會(huì )變得非常明顯。在10倍以上時(shí),圖象的晃動(dòng)已經(jīng)使得人眼不能充分觀(guān)察到圖象的細節,發(fā)揮望遠鏡的分辯能力,此時(shí)再增大望遠鏡的放大倍數又有何用?如果望遠鏡可以固定在三角架上觀(guān)察,那么放大倍數當然可以高些,但是對于對地觀(guān)察的望遠鏡,由于有前面所說(shuō)的亮度以及分辨率的制約,放大倍數也不會(huì )過(guò)高,否則圖象會(huì )非常昏暗模糊,同時(shí)視場(chǎng)過(guò)小,尋找目標困難,筆者見(jiàn)到的最高倍數的用于地面觀(guān)測的大型雙筒望遠鏡倍數是60倍,口徑超過(guò)100mm。近些年,國外還出現了防抖動(dòng)望遠鏡,比較有名的有canon,fujinon的產(chǎn)品,他們采取電磁穩定技術(shù),可以“穩”住圖象,使得手持望遠鏡也可以做高倍觀(guān)察,就連美國陸軍也采用了fujinon的穩像望遠鏡產(chǎn)品,制式編號是M25軍用望遠鏡。當然這種望遠鏡的價(jià)格都很高,體積重量也要大一些,所以應用不是很廣。
望遠鏡的口徑是望遠鏡最重要的參數之一,望遠鏡的口徑越大,理論分辨率會(huì )越高(但是要注意,其實(shí)一般手持望遠鏡遠遠用不到理論分辨率也達不到理論分辨率,所以實(shí)際分辨率才是更重要的,這取決于望遠鏡的光學(xué)質(zhì)量),聚光能力越高(相同倍數時(shí)亮度更高),但是同時(shí)望遠鏡的體積和重量會(huì )越大,價(jià)格也會(huì )更高,手持望遠鏡一般都在20-50mm。不過(guò)要注意,有些質(zhì)量不高的望遠鏡由于棱鏡遮擋,內部設置了過(guò)小的光欄等原因,所以實(shí)際口徑要比標稱(chēng)值小。同時(shí)望遠鏡的亮度和鍍膜質(zhì)量和性能也很有關(guān)系,一部較小但是高質(zhì)量的望遠鏡往往能比大而差的望遠鏡進(jìn)行更有效的觀(guān)察。
望遠鏡口徑除以倍數的數值叫做望遠鏡的出瞳直徑,也就是望遠鏡從目鏡出射的光束的直徑。這個(gè)數值一般不標在望遠鏡上面,但是可以很容易算出。同時(shí)也可以直接測量,把望遠鏡目鏡沖著(zhù)自己,物鏡對著(zhù)亮處,目鏡離開(kāi)自己一定距離,這時(shí)可以看到一個(gè)亮圓斑,這個(gè)圓斑的直徑就是望遠鏡的出瞳直徑,如果不是很圓有切邊說(shuō)明棱鏡不好或者不夠大。望遠鏡的倍數口徑和出瞳直徑知道兩個(gè)可以算出第三個(gè),所以我們可以以此驗證一下望遠鏡的標稱(chēng)是否準確。正規的產(chǎn)品標稱(chēng)大都是很準確的。望遠鏡的出瞳直徑直接決定了望遠鏡看到物體的表面亮度,出瞳直徑越大則亮度越高,正比于出瞳直徑的平方。但是當出瞳直徑大于人眼瞳孔直徑的時(shí)候,有些光線(xiàn)沒(méi)有進(jìn)入人眼被浪費,望遠鏡的有效口徑就變小了。人眼的瞳孔大小在陽(yáng)光下是2-3mm,黑暗中可以達到7mm左右,而且因人而異,并隨著(zhù)年齡的增加而變小。關(guān)于怎么樣測量自己瞳孔的最大直徑可以看附:瞳孔大小測量。另一方面,出瞳直徑對觀(guān)測的舒適性也有一定的影響,出瞳大時(shí),瞳孔在晃動(dòng)以及眼球轉動(dòng)時(shí)都不容易偏離出瞳光束,所以會(huì )比較舒適。望遠鏡的出瞳直徑有時(shí)候簡(jiǎn)稱(chēng)出瞳,但是這很容易和另一個(gè)指標-出瞳距離混淆,后者指的是觀(guān)測者的眼睛要離最后一片鏡片多遠才能看清整個(gè)視場(chǎng)。長(cháng)出瞳距離的望遠鏡(一般認為22mm左右為最佳)對觀(guān)測者特別是戴眼睛的觀(guān)測者舒適性很有幫助。
望遠鏡的各種性能是互相制約的,沒(méi)有萬(wàn)能的望遠鏡,如何選擇就要看需要的觀(guān)測類(lèi)型了。實(shí)踐是檢驗真理的唯一標準,我們看看望遠鏡的使用者是怎么選擇的:
先說(shuō)軍用望遠鏡,我們國家的軍用望遠鏡型號較多,解放前有6×30中正式,美國的6×30,7×50望遠鏡,德國的8×30,10×50等,還有類(lèi)型很多繳獲的日本望遠鏡。解放初我們進(jìn)口的軍用望遠鏡有zeiss jena 6×30,8×30(兩種),7×50,10×50,15×50,捷克6×30,8×30,12×60,蘇聯(lián)6×30,8×30等。其中數量最多的是6×30,8×30兩種,這和歐洲當時(shí)的裝備情況是基本一致的。評價(jià)比較高的是zeiss jena 7×50,有一個(gè)很響亮的名字叫做“蔡司之冠”,今天還有很多收藏者對其趨之若騖,因為它的口徑大而倍數低,這樣出瞳直徑大,亮度高,對暗光下的觀(guān)測特別有利,而且抖動(dòng)小,看起來(lái)舒服。缺點(diǎn)是體積重量比較大,表觀(guān)視場(chǎng)也比較小(這是由規格決定的,詳見(jiàn)上篇拙作“望遠鏡的視場(chǎng)”)。喜歡高倍的人對15×50的zeiss jena也贊賞有加,因為倍數高,可以遠距離觀(guān)察,不過(guò)由于抖動(dòng)比較大所以不適合長(cháng)時(shí)間觀(guān)測。從60年代開(kāi)始我們國家開(kāi)始自行研制軍用望遠鏡,不過(guò)長(cháng)期以來(lái)擺脫不了“仿制”的痕跡。型號有62(8×30),63(15×50),65(哨所用大型25-40×100),69(15×50),74(7×50),78(7×50),81(10×50),88(12×42),95(7×40,7×50),新海軍7×50,以及一些數量較少的其他品種。從裝備數量上,最大的是62式8×30,因為其體積和性能上比較適中。海軍主要裝備7×50的品種,因為船上便攜是次要的,加上有晃動(dòng),7×50會(huì )比較舒適,瞳孔不容易偏離出瞳光束。另外海軍也裝備有不少62式8×30,也是因為其小巧方便。西歐國家和我們國家情況相似,主要裝備有7×50,10×50以及8×30望遠鏡,其中又以8×30,最為常見(jiàn),如hensoldt,kern,leica等8×30軍用望遠鏡。東歐國家比較有名的軍用望遠鏡有zeiss jena 8×30(經(jīng)典,從2,30年代以來(lái)結構幾乎沒(méi)有改變),7×40 DF/EDF ,羅馬尼亞的IOR 7×40等。美國人似乎比較喜歡高光力的大出瞳望遠鏡,軍用望遠鏡在二戰時(shí)候主要以6×30,7×50為主,后來(lái)6×30漸漸消失,現役的望遠鏡主要是M22G,M22B(均為7×50),不過(guò)美國人也發(fā)現7×50望遠鏡有些場(chǎng)合實(shí)在太大太重,所以同時(shí)裝備了采用屋脊棱鏡的7×28 M24,這似乎是目前最輕的一種現役軍用望遠鏡,重量380g,可以放在制服口袋里。需要說(shuō)明的一點(diǎn)是,現代國外的軍用望遠鏡大都是免包裝設計,目鏡蓋,物鏡蓋都和望遠鏡是一體的,大多外包橡膠磕碰(我覺(jué)得放磕比防震更符合實(shí)際)。這樣更符合實(shí)際需要,相比之下我們國家的軍用望遠鏡還是傳統設計,似乎更適合把玩,加個(gè)漂亮的背包,重量增加了近一倍不說(shuō),用起來(lái)也不夠方便快捷。恐怕這和我們的傳統觀(guān)念:軍用望遠鏡=精致的高檔望遠鏡 很有關(guān)系。世界各國海軍以及航海人員現在基本都采用7×50望遠鏡,原因上面已經(jīng)說(shuō)過(guò),有的航海望遠鏡不僅有帶照明的分劃,還帶有內置羅盤(pán),不是假俄羅斯上面的那個(gè)小指北針,而是聯(lián)入光路內,可以從視場(chǎng)內精確讀出所對方位角,對航海很實(shí)用。比較有名的是zeiss,fujinon,nikon,steiner的產(chǎn)品。
對于天文愛(ài)好者,望遠鏡的口徑是非常重要的。一般國外最流行的手持天文用雙筒鏡是7×50的(比較有名的是fujinon,nikon),因為他的出瞳較大,在觀(guān)測星云,彗星等物體時(shí)表面亮度高,同時(shí)倍數低,視場(chǎng)大些,找目標比較方便,星星在視場(chǎng)內收得比較緊。此類(lèi)大出瞳直徑望遠鏡還有10×70的,不過(guò)恐怕要用支架了。如果你的瞳孔散不到7mm,可以選擇倍數高些的10×50,16×70。對于星團,密集的雙星,視面很小的星系等觀(guān)測目標,倍數可以高些,如20×60。如果用于月面和行星觀(guān)測,則倍數較高的望遠鏡觀(guān)察效果比較好。一般6倍以上望遠鏡就可以看到月面的環(huán)形山(在弦月時(shí)觀(guān)測效果最好,滿(mǎn)月時(shí)由于光線(xiàn)的關(guān)系,環(huán)形山會(huì )很不明顯),木星的衛星也可以看得比較清楚。15倍以上可以看見(jiàn)土星光環(huán),高倍雙筒鏡需要配合支架進(jìn)行觀(guān)測,不過(guò)做這種觀(guān)察并不是雙筒望遠鏡的強項,最好還是用天文望遠鏡。雙筒望遠鏡的優(yōu)勢在于對大視面天體的觀(guān)測。由于其特有的方便性和舒適性,即使對于一個(gè)擁有專(zhuān)業(yè)天文望遠鏡的愛(ài)好者來(lái)說(shuō),手持雙筒望遠鏡仍然有其不可取代的地位。國外還有更大的專(zhuān)業(yè)天文用雙筒望遠鏡,口徑都在80mm以上,大的有25×150,40×150,30×180,主要用于高檔玩家的星云星團的目視觀(guān)測,尋彗等,價(jià)格驚人。近幾年,咱們國家的25-40×100大雙筒出口到美國,反應也相當不錯。
對于觀(guān)鳥(niǎo)者,望遠鏡的倍數一般要稍微高些,一般為8-10倍居多,口徑30-42mm,出瞳大小是4-6mm,一方面,有時(shí)候鳥(niǎo)會(huì )在陰暗處,出瞳不能太小,一方面,手持重量太大不利于長(cháng)時(shí)間觀(guān)測,因此也要比較在乎重量,所以一般國外的觀(guān)鳥(niǎo)用雙筒望遠鏡主要有8×32,8×40,10×42(600-750g)等規格,另外觀(guān)鳥(niǎo)用雙筒鏡還有一些額外的性能比較重要如最近對焦距離,快速聚焦等。大多數情況下,雙筒望遠鏡還要配合一個(gè)spotting scope就是架在三角架上單筒的高倍鏡使用,這樣效果比較好。對于國內的觀(guān)鳥(niǎo)愛(ài)好者,建議用8×30或者7×35雙筒鏡+460單筒(別忘了支架),性?xún)r(jià)比非常好。
對于一般的戶(hù)外旅游者,綜合性能和重量,可以考慮8×30,7×35(600g左右)的型號。如果非常在意重量,可以考慮屋脊棱鏡的產(chǎn)品,如8×25(320g左右).如果只需要在強光下使用,那么可以來(lái)個(gè)更精巧的8×20望遠鏡,折疊后體積非常小,可以放進(jìn)衣服口袋,缺點(diǎn)是目鏡和出瞳直徑,出瞳距離都比較小,觀(guān)測舒適性較差,這就是帶著(zhù)舒服看著(zhù)不舒服,和7×50正相反。
對于場(chǎng)面較大的表演,足球賽等,需要一個(gè)倍數低些,視場(chǎng)較大的望遠鏡,如俄羅斯5×30屋脊棱鏡型,6×30廣角型,高倍的望遠鏡雖然可以幫助你看清演員的面目和球員的表情,但是看到的范圍太小,光是追著(zhù)球跑就夠你累了。
如果你家里視野特好,想看看遠景什么的,可以考慮用三角架架個(gè)大一點(diǎn)的高倍雙筒(如20×60,26×70),或者單筒的spotting scope,前者舒適性好,后者小巧便宜一些,加一個(gè)手持的小型中倍望遠鏡。
如果你打算購買(mǎi)第一只望遠鏡(天文,航海愛(ài)好者除外),建議先從8×30開(kāi)始,性能和體積重量很均衡,外觀(guān)很經(jīng)典,小巧結實(shí)。即使以后發(fā)現了喜歡的方面想要升級,這只鏡子也可以作為一個(gè)很好的補充。因為沒(méi)有萬(wàn)能的望遠鏡。
最后我要說(shuō)說(shuō)對變倍望遠鏡的看法(手持的連續變倍望遠鏡)。變倍望遠鏡就如變后掠翼飛機一樣,設計的初衷是想滿(mǎn)足多用途的需要,但是多用的東西總是比不上專(zhuān)用的東西。變倍望遠鏡由于復雜,成像的分辨率和亮度比同倍數的望遠鏡要差了一截,視場(chǎng)特別是在低倍時(shí)的視場(chǎng)要比一般望遠鏡小很多,可靠性差,價(jià)格也高。雖然Nikon等也有變倍望遠鏡的產(chǎn)品,但是變倍望遠鏡在頂級高端系列望遠鏡里還從沒(méi)有出現過(guò)。這很能說(shuō)明問(wèn)題。當然如果以后的光學(xué)技術(shù)發(fā)展了,變倍望遠鏡要接近定倍望遠鏡也不是絕對不可能。
晚上在黑暗中呆過(guò)半個(gè)小時(shí)讓眼睛瞳孔充分放大。于3米外放一紅色發(fā)光二極管(用收音機,變壓器上面的指示燈就可以)。事先準備一些和自己瞳孔大小接近的卡紙條,寬度可以從5.5mm-7.5mm不等。眼睛看著(zhù)發(fā)光點(diǎn),用卡紙條在瞳孔前來(lái)回平移,看是否能夠完全將亮光遮住,如果可以,則紙條寬度大于瞳孔,否則相反,經(jīng)過(guò)多次比較,可以得出瞳孔的大小。
天文望遠鏡的基本知識:
一、 天文望遠鏡的光學(xué)類(lèi)型:
1、 折射式:使用方便,視野較大,星像明亮,但有色差,會(huì )降低分辨率,使用和維護比較方便。
2、 反射式:無(wú)色差,但彗差和像散較大,使得視野邊緣像質(zhì)變差;常用的有牛頓式反射鏡,光學(xué)系統簡(jiǎn)單,同樣的價(jià)格,能買(mǎi)到的反射鏡口徑最大,獲得最強的集光力。
3、 折反射式:綜合了折射鏡和反射鏡的優(yōu)點(diǎn):視野大、像質(zhì)好、鏡筒短、攜帶方便。有施密特-卡塞格林式和馬克蘇托夫-卡塞格林2種。
二、 天文望遠鏡的基本光學(xué)性能參數:
1、 口徑:物鏡的有效口徑,在理論上決定望遠鏡的性能。口徑越大,聚光本領(lǐng)越強,分辨率越高,可用放大倍數越大;
2、 集光力:聚光本領(lǐng),望遠鏡接收光量與肉眼接收光量的比值。人的瞳孔在完全開(kāi)放時(shí),直徑約7mm。70mm口徑的望遠鏡,集光力是702/72=100倍。
3、 分辨率:望遠鏡分辨影像細節的能力。分辨率主要和口徑有關(guān);
4、 放大倍數:物鏡焦距與目鏡焦距的比值,如開(kāi)拓者60/700天文望遠鏡,使用H10mm目鏡,放大倍數=物鏡焦距700mm/目鏡焦距10mm=70倍;放大倍數變大,看到的影像也越大。
放大倍數不是越大越好,最大可用放大倍數一般不大于口徑毫米數的1.5倍,超過(guò)最大有效放大倍數后,影像變大清晰度卻不會(huì )再增加。
5、 焦比:物鏡焦距長(cháng)度與口徑的比值,相當于相機鏡頭上的光圈。如果口徑不變,物鏡焦距越長(cháng),焦比越大,容易得到越高的倍率;物鏡焦距越短,焦比越小,不容易得到較高的倍率,但影像更亮,視野更大。
*短焦距鏡(小焦比,焦比<=6):適合觀(guān)測星云、尋找彗星;
*長(cháng)焦距鏡(大焦比,焦比>15):適合觀(guān)測月亮和行星;
*中焦距鏡(中焦比, 6<焦比<=15):適合觀(guān)測雙星、聚星、變星和星團,
更可以?xún)深^兼顧,很適合初學(xué)者。
6、 視場(chǎng):望遠鏡成像的天空區域在觀(guān)測者眼中所張的角度,也稱(chēng)視場(chǎng)角。放大倍數越大,視場(chǎng)越小。
7、 極限星等:是望遠鏡所能觀(guān)測到最暗的星等,主要和口徑、焦比有關(guān)。正常視力的人,在黑暗、空氣透明的場(chǎng)合最暗可看到6等星,而70mm口徑望遠鏡的集光力是肉眼的100倍,能看到比6等星再暗五個(gè)星等的11等星。
三、天文望遠鏡的支架機構
1、 地平式:結構和使用簡(jiǎn)單,調節精度低,不能跟蹤天體,適合初學(xué)者;
2、 赤道儀式:赤道儀在觀(guān)測時(shí)用來(lái)抵消地球自轉,跟蹤天體運行;結構和使用復雜,調節精度高;赤道儀有手動(dòng)和電動(dòng),手動(dòng)跟蹤赤道儀適合專(zhuān)門(mén)的天文觀(guān)測,高檔電動(dòng)跟蹤赤道儀多用于專(zhuān)門(mén)的天文跟蹤攝影和觀(guān)測研究;
初學(xué)者熟悉地平式支架后,可以選擇手動(dòng)赤道儀;初次使用也許會(huì )覺(jué)得調整復雜,但熟悉后觀(guān)測星空會(huì )輕松很多;業(yè)余愛(ài)好者學(xué)習天文攝影時(shí),也常使用電動(dòng)跟蹤赤道儀。
天文望遠鏡光學(xué)質(zhì)量的辨別:
白天可用望遠鏡觀(guān)測遠處的大樓,將大樓的輪廓線(xiàn)移到視野的1/4處,如果輪廓線(xiàn)上橙黃色或藍紫色特別明顯,或輪廓線(xiàn)彎曲得特別厲害,光學(xué)質(zhì)量就很差;再觀(guān)看遠處的樹(shù)葉,一般60mm口徑的望遠鏡,能看清40米遠處的樹(shù)葉葉筋,看不清說(shuō)明光學(xué)質(zhì)量很差(博冠開(kāi)拓者60/700 可以看清60米遠的梧桐樹(shù)葉筋);晚上觀(guān)測星星時(shí),如果看到星星帶很明顯的顏色,或是視野邊緣的星星拖著(zhù)尾巴,其長(cháng)度達到星星大小的2倍,說(shuō)明光學(xué)質(zhì)量很差,不適合天文觀(guān)測;
*選擇31.7mm(1.25英寸)大目鏡接口才能獲得更好的光學(xué)質(zhì)量。
天文望遠鏡的選購:
1、望遠鏡是一分價(jià)錢(qián)一分貨,絕對不能貪圖便宜買(mǎi)地攤貨和小作坊廠(chǎng)家的產(chǎn)品。國內的一些知名望遠鏡品牌(如博冠、天狼、晶華等)的質(zhì)量和信譽(yù)較好,有正規的銷(xiāo)售點(diǎn),可以現場(chǎng)自己挑選。
2、根據個(gè)人的經(jīng)濟能力,盡量選擇口徑大的望遠鏡;
對于初學(xué)者入門(mén),建議選60mm、70mm、80mm口徑折射鏡:
*攜帶、使用及維護方便,可以經(jīng)常帶出觀(guān)測(100mm以上相對來(lái)說(shuō)過(guò)重,攜帶很不容易;觀(guān)看東西的多少取決于觀(guān)測的次數而不是望遠鏡的口徑);
*即使在光害嚴重的城市,也能觀(guān)看太陽(yáng)黑子、月面和木星、土星等明亮天體;
*價(jià)格低廉,以后購買(mǎi)更大更好的望遠鏡時(shí),還可升級作為導星鏡,充分利用;
天文望遠鏡使用注意:
1、絕對不能直接用望遠鏡觀(guān)看太陽(yáng),觀(guān)看太陽(yáng)必須通過(guò)投影法或有專(zhuān)門(mén)濾光措施;
2、不要把望遠鏡當做玩具,望遠鏡是精密光學(xué)儀器,要細心使用和維護;
3、不要認為用望遠鏡什么都能看到,通過(guò)望遠鏡確實(shí)能觀(guān)看到肉眼不能分辨的天體和天體上的細節,但觀(guān)看效果越好,價(jià)格也越高,沒(méi)有十全十美的望遠鏡,選擇適合自己的最重要;
4、對于每一臺望遠鏡,都有它合適的放大倍數。超過(guò)這個(gè)倍數并不能增強分辨能力,反而會(huì )使物體變得很暗,難以看清。60~80口徑的望遠鏡,合適的放大倍數應小于100倍,200倍的放大倍率幾乎什么都看不到。
5、如果無(wú)法在夜空中識別五個(gè)以上的星座,就不要著(zhù)急使用望遠鏡,因為無(wú)法尋找可觀(guān)測的星星,就只能看月亮;
6、天文望遠鏡通常也可以觀(guān)看風(fēng)景或動(dòng)植物,可以很容易得到比雙筒望遠鏡更高的放大倍率。不過(guò)使用倍率應在100倍以下,20-50倍最合適。
望遠鏡通常是由一個(gè)長(cháng)焦距物鏡(主鏡)將天體的影像聚焦,再在焦點(diǎn)附近用一個(gè)(短焦距)目鏡把這個(gè)影像放大。一般來(lái)說(shuō),望遠鏡可分為折射望遠鏡、反射望遠鏡及折反射望遠鏡三大類(lèi)。
折射式望遠鏡 (Refractor)
一般折射望遠鏡的物鏡,是由兩塊不同折光率的玻璃鏡片組成,以減少色差,使紅藍兩色的影像聚在同一焦點(diǎn)上,這類(lèi)鏡頭稱(chēng)為消色差鏡頭(Achromatic lens)。嚴格來(lái)說(shuō),這類(lèi)鏡頭影像外圍仍有一個(gè)很淡紫色的光暈。
為了減少鏡頭的球面差(Spherical aberration),彗形像差(Coma)及像散(Astigmatism),一般可將焦比值增大,因此一般折射望遠鏡的口徑與焦距比(焦比)起碼在f10至f16之間。
較高級的鏡頭,是由三塊不同折光率的玻璃鏡片組成或采用較低色散的玻璃(ED)或甚至采用螢石晶體來(lái)制造,可消除紅、綠、藍三色的色差。這些鏡頭稱(chēng)為復消色差鏡頭(Apochromat)。它們的口徑與焦距比可以達到f5。使到望遠鏡的長(cháng)度縮短及重量較輕,使用較為方便,但售價(jià)十分昂貴。
由于折射望遠鏡筒可以密封,所以維修保養方面較為方便,更適宜于搬往野外使用,同時(shí)亦不受鏡筒內氣流的影響。
由于鏡頭起碼由兩塊玻璃組成,所以成本(要磨制四塊鏡面)較同口徑的反射望遠鏡昂貴。市面上一般售賣(mài)的小型天文望遠鏡,多屬折射望遠鏡。
反射望遠鏡 (Reflector)
反射望遠鏡是利用一塊鍍了金屬(通常是鋁)的凹面玻璃聚焦,由于焦點(diǎn)在鏡前,所以必須在物鏡焦點(diǎn)之前用另一塊鏡將影像反射出鏡筒外,再用目鏡放大。
反射望遠鏡沒(méi)有色差(因不用透過(guò)玻璃故無(wú)色散),但有其它各類(lèi)的像差。如將反射凹面磨成拋物線(xiàn)形(Parabolic),則可消除球面差,但受彗形像差的影響嚴重,故邊緣部份仍覺(jué)松散。
現時(shí)一般中小型的反射望遠鏡有下列二種型式:
牛頓式 (Newtonian)
利用一塊與光軸成45度平面鏡(Flat or diagonal)作為副鏡(Secondary)將影像反射至鏡筒前側。這種結構最為簡(jiǎn)單,影像反差較高,亦最多人選用,通常焦比在f4至f8之間。
卡賽格林式或簡(jiǎn)稱(chēng)卡式 (Cassegrain)
利用一塊雙曲面凸鏡(Convex hyperboloid)作為副鏡,在主鏡焦點(diǎn)前將光線(xiàn)聚集,穿過(guò)主鏡一個(gè)圓孔而聚焦在主鏡之后。因為經(jīng)過(guò)一次反射,所以鏡筒可以縮短,但視場(chǎng)較窄,像散較牛頓式嚴重,同時(shí)有少許場(chǎng)曲(Curvature of field)。
由于反射式望遠鏡只要磨制一個(gè)光學(xué)面,所以以同一口徑而論,價(jià)錢(qián)較折射鏡為廉。普通天文愛(ài)好者,擁有150mm、200mm口徑的為數不少,反射式望遠鏡同時(shí)可以自己磨制。
因為鏡筒不可能密封,所以主鏡很易受煙塵影響,故難于保養,同時(shí)受氣溫與鏡筒內氣流的影響較大,搬運時(shí)又很易移動(dòng)了主鏡與副鏡的位置,而校正光軸亦相當繁復,帶起來(lái)不甚方便。此外副鏡座的衍射作用會(huì )使較光恒星的星像出現十字或星形的衍射紋,亦使影像反差降低。
折反射望遠鏡 (CATadioptric telescope)
這是一類(lèi)同時(shí)利用折射與反射原理的望遠鏡,是1930 年由施密特(Schmidt)發(fā)明用作天文攝影。主要是利用一球面凹鏡作為主鏡以消除彗形像差,同時(shí)利用一非球面透鏡(Aspheric Iens)放于主鏡前適當位置作為矯正鏡(Corrector)以矯正主鏡的球面差。這樣可以得出一個(gè)闊角(可達40一50度)的視場(chǎng)而沒(méi)有一般反射鏡常有的球面差與彗形像差,只有矯正鏡做成的輕微色差而已。攝影用的施密特望遠鏡,焦比方面可以做到很小(通常在f1至f3間,最小可達〞0.6),因此很適宜于星野及星云攝影。不過(guò)唯一的缺點(diǎn)是有一定的場(chǎng)曲,因此底片必須同樣變曲來(lái)適應(用特別的底片座承接),同時(shí)底片是放在望遠鏡筒內,故此只能逐張放入。
一般天文愛(ài)好者用的是施密特卡式折反射望遠鏡(Schmidt- cassegrain),利用一塊凸鏡作為副鏡,在主鏡焦點(diǎn)前將光線(xiàn)聚集,穿過(guò)主鏡一個(gè)圓孔而聚焦在主鏡之后。因為經(jīng)過(guò)一次反射,所以鏡筒可以縮短,通常焦比在f6.4至f10之間。
除了施密特卡式(Schmidt- cassegrain)外及還有馬克蘇托夫(Maksutov)設計都是利用矯正鏡及利用一塊凸鏡作為副鏡,在主鏡焦點(diǎn)前將光線(xiàn)聚集,穿過(guò)主鏡一個(gè)圓孔而聚焦在主鏡之后。近年十分流行的折反射望遠鏡如"Celestron”及“Meade”都是利用施密特卡式(Schmidt-cassegrain)原理構成,而"Questar"、“Meade”的ETX 系列及"Intes"則利用馬克蘇托夫式原理。
折反射望遠鏡的鏡身短、焦距長(cháng)、焦點(diǎn)在主鏡后,視場(chǎng)亦相當平坦,鏡前由矯正鏡密封,故不論使用或保養都十分方便,質(zhì)素方面不錯(但不及牛頓式,尤以反差方面)。
本文向天文愛(ài)好者介紹在選擇天文觀(guān)測器材方面的一些總的看法和建議,希望能幫助同學(xué)們在目前國內迅猛發(fā)展,同時(shí)又是魚(yú)龍混雜的天文器材市場(chǎng)上能夠冷靜客觀(guān)的作出自己的選擇,買(mǎi)到最適合自己的天文器材。
一. 問(wèn)題及建議
作為一個(gè)學(xué)生,或者工薪發(fā)燒友,甚至“先富起來(lái)”的少數天文愛(ài)好者,在選擇望遠鏡,尤其第一次面對口徑、焦距、鍍膜這些名詞時(shí),都會(huì )感到眼花繚亂,這時(shí)最好的辦法就是先加入到當地的天文愛(ài)好者組織中,這樣你就會(huì )有機會(huì )先實(shí)際使用一下別人手中的望遠鏡,再根據自己的需要作出決定。在購買(mǎi)望遠鏡之前,還應該先仔細考慮以下幾個(gè)問(wèn)題:
1. 你準備花多少力量和時(shí)間來(lái)熟悉天空?如果你對夜空和要觀(guān)測的天體足夠熟悉,而且不認為對照星圖自己找星是一項苦差使的化,那么你就可以選擇較便宜、更加便攜、較輕也較易于使用的望遠鏡。反之,那些帶有精密坐標機構,甚至計算機控制自動(dòng)找星的望遠鏡將是最佳選擇。需要說(shuō)明的是隨著(zhù)電子工業(yè)的發(fā)展以及規模生產(chǎn)的優(yōu)勢,目前國際上主要望遠鏡生產(chǎn)廠(chǎng)家的全自動(dòng)望遠鏡的價(jià)格越來(lái)越趨于合理,絕非高不可攀。
2. 你的觀(guān)測地有多遠?如何搬運你的望遠鏡,以及搬運時(shí)你愿意付出多少勞動(dòng)?這個(gè)問(wèn)題的答案不但決定著(zhù)望遠鏡的口徑,也關(guān)系到望遠鏡的光學(xué)結構。請記住一條由無(wú)數天文愛(ài)好者付出了很多代價(jià)得出的結論,即望遠鏡的使用頻率與其重量成反比。我們認為一臺經(jīng)常被帶出去觀(guān)測的望遠鏡要遠遠好于那些由于太笨重而被留在家里的望遠鏡。
3. 你要哪些附件?多數現代的望遠鏡都有著(zhù)五花八門(mén)的功能和數不清的附件,但實(shí)際觀(guān)測中用得到的(至少是經(jīng)常用到的)卻屈指可數。我們發(fā)現包括筆者在內的大多數愛(ài)好者都喜歡"基本的"望遠鏡,太多的功能和附件帶來(lái)的益處要遠小于它們給你帶來(lái)的經(jīng)濟負擔。
4. 你是否打算進(jìn)行天體攝影、或是CCD成像?“天體攝影”和“CCD”都是昂貴的,通常初學(xué)者要花費幾個(gè)望遠鏡的代價(jià)和幾年的時(shí)間才能構造滿(mǎn)意的裝備和得到滿(mǎn)意的結果。
決定一臺望遠鏡性能的最重要的參數是口徑,口徑越大就能看到越暗的天體,也能分辨出越多的細節。但是口徑并不意味著(zhù)一切,一臺工藝水平很差的望遠鏡無(wú)法達到它應該達到的性能,甚至無(wú)法工作。幸運的是對于愛(ài)好者使用的口徑,無(wú)論是光學(xué)還是機械的加工難度都不大,一般的制造商只要認真對待,都能生產(chǎn)出令人滿(mǎn)意的產(chǎn)品。但偶爾也有個(gè)別不合格品出現,好在現在<<消費者權益保護法>>已經(jīng)深入人心,只要我們發(fā)現及時(shí),并且在必要時(shí)能夠強烈堅持,更換或者退貨是不成問(wèn)題的。
不同的光學(xué)結構使得望遠鏡有不同的光學(xué)表現,施密特-卡塞格林、牛頓反射鏡、各種折射鏡都各有其優(yōu)缺點(diǎn),并導致光學(xué)性能的差異,但是相對于口徑的差別來(lái)說(shuō),這種差異是次要的,我們可以認為對于相同口徑和工藝水平的望遠鏡,它們的光學(xué)表現應該是接近的,但是不同的加工水平導致的質(zhì)量差異確是非常巨大的。
另外,天文大氣視寧度(seeing ) 會(huì )影響望遠鏡分辨細節的能力,天空背景亮度會(huì )影響望遠鏡觀(guān)測暗天體的能力。seeing對大口徑望遠鏡的影響較大。如果你是在天空背景較亮、seeing又較差的地方觀(guān)測,如大城市中,那就沒(méi)有必要搬出大望遠鏡,如果你總是在這種地方觀(guān)測,那么就不必去買(mǎi)大望遠鏡。
一般來(lái)說(shuō), 現代的高質(zhì)量折射鏡單位口徑的光學(xué)性能最佳, 但是相對于其他類(lèi)型的望遠鏡價(jià)格也最貴. 而且當口徑超過(guò)10厘米時(shí), 通常會(huì )由于鏡筒太長(cháng)而變得非常不便攜(當然APO折射鏡不在此列). 施密特-卡塞格林和馬克蘇托夫-卡塞格林式折反射望遠鏡的便攜性最佳, 但這類(lèi)望遠鏡仍然較貴. 單從光學(xué)性能考慮, 性能價(jià)格比(注意, 不是光學(xué)質(zhì)量)最高的是牛頓式反射鏡, 尤其是道布森式(Dobsonian)牛頓鏡. 相同口徑下它們的便攜性?xún)?yōu)于折射鏡(因為其相對口徑可以作得很大), 但明顯不如折反射鏡,但折反鏡效果遠遠比單純的反射或折射差.
二. 關(guān)于望遠鏡
對于初學(xué)者, 普通的小口徑(小于10厘米)折射鏡是最好的選擇, 它們的價(jià)格相當便宜(與折反射鏡和APO折射鏡相比), 操作和維護簡(jiǎn)單,建議如果經(jīng)濟條件允許,盡量購買(mǎi)正規的天文望遠鏡,“正規”是指有優(yōu)良的光學(xué)質(zhì)量,標準的目鏡接口(現在最常用的是1.25英寸的接口),合理的放大率組合,能夠真正發(fā)揮作用的尋星鏡,穩固的支架,靈敏可靠的微動(dòng)及調焦機構等等。目前充斥市場(chǎng)的低檔折射鏡(口徑多為50-60mm)的質(zhì)量參差不齊,大部分都存在著(zhù)設計和制造上的缺陷, 購買(mǎi)時(shí)最好請一位望遠鏡的內行幫助參謀。
反射鏡主要分牛頓式和卡塞格林式兩種,卡塞格林式在愛(ài)好者手中較少見(jiàn),價(jià)格也較貴。牛頓式反射鏡由于目鏡位于鏡筒前端, 操作不太容易, 維護相對復雜, 如校正光軸和鍍膜都較困難,但它的最大優(yōu)勢在于價(jià)格便宜,也是最容易自制的一類(lèi)望遠鏡,因而在業(yè)余天文界一直十分流行,國內也不乏磨制鏡片和組裝牛頓鏡的高手。國內外介紹自制牛頓鏡的書(shū)籍和文章很多,有興趣的同好不妨一試。目前市場(chǎng)上出售的牛頓鏡的主流是大口徑、小焦比,這類(lèi)望遠鏡有著(zhù)強光力和大視場(chǎng),非常適合深空天體的目視觀(guān)測,加上現在目鏡的設計水平比二、三十年前已經(jīng)有了本質(zhì)的提高,視場(chǎng)超過(guò)80度的超廣角目鏡用于相對口徑大于F/4的反射鏡在全視場(chǎng)仍能有滿(mǎn)意的像質(zhì)。
折反射望遠鏡是目前國外業(yè)余天文界最流行的望遠鏡,在國內南京天儀中心(原南京天文儀器廠(chǎng))生產(chǎn)的120望遠鏡也曾是科普望遠鏡保有量冠軍。這類(lèi)望遠鏡最大的特點(diǎn)是鏡筒很短,有著(zhù)很好的便攜性,因而受到大家的歡迎,需求量大又導致大規模生產(chǎn)而降低了成本,低售價(jià)又進(jìn)一步刺激了消費,如此良性循環(huán)受益的自然是我們的愛(ài)好者。在美國市場(chǎng)上口徑200mm,F/10的施密特-卡塞格林望遠鏡加自動(dòng)跟蹤的叉式赤道儀的售價(jià)還不到1000美元,可以說(shuō)是物超所值了。折反射望遠鏡質(zhì)量明顯的個(gè)體差異可能主要是由于其裝配和調整的復雜性造成的,一個(gè)品質(zhì)管理嚴格的廠(chǎng)家應該不允許質(zhì)量不合格的產(chǎn)品出廠(chǎng),但要買(mǎi)到最好的,還應親自挑選,最好通過(guò)看星檢測其像質(zhì)。
你如果是一個(gè)完美主義者,而且經(jīng)濟條件不會(huì )對你追求完美制造障礙的話(huà),你應該認真考慮一下螢石或ED(超低色散)的APO(復消色差)折射鏡。由于不同生產(chǎn)廠(chǎng)家的設計思想和標準不同,并不是所有自稱(chēng)為APO的折射鏡都是最好的,但最好的望遠鏡肯定來(lái)自這些折射鏡。這里的“最好”并不僅僅指光學(xué)質(zhì)量,由于色差得到了有效控制,它們的相對口徑可以做得較大,因而也更加便于攜帶;生產(chǎn)廠(chǎng)家通常都愿意為昂貴的物鏡配上一個(gè)精心設計和加工的鏡筒,因此它們的外觀(guān)也都非常漂亮。以上各項優(yōu)點(diǎn)的代價(jià)就是高昂的售價(jià),一只口徑100mm的APO折射鏡鏡筒往往超過(guò)200mm的施密特-卡塞格林望遠鏡加赤道儀的價(jià)格。
再談一談風(fēng)景/天文兩用望遠鏡,包括雙筒鏡和一種通過(guò)棱鏡成正象的單筒鏡(即Spotting Scope). 相信很多朋友在旅游或觀(guān)看球賽時(shí)都用過(guò)雙筒鏡,與傳統的天文望遠鏡相比,它們有著(zhù)視場(chǎng)大、成像明亮、觀(guān)看舒適、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn),因此也成為了熱愛(ài)觀(guān)測的天文愛(ài)好者的必備器材。目前市場(chǎng)上可供選擇的雙筒鏡型號和種類(lèi)都很多,根據在天文上的用途大致可分為兩類(lèi);一是用于隨身攜帶進(jìn)行尋星和大視場(chǎng)觀(guān)測,尺寸通常較小,最常用的型號為7X50和10X50, 7X50的雙筒鏡有著(zhù)7.1mm的出瞳直徑,這大致相當于年輕人的眼睛完全適應黑暗時(shí)的瞳孔直徑,但隨著(zhù)年齡的增加,人眼瞳孔的最大直徑會(huì )逐漸變小,當年齡超過(guò)30歲時(shí),選擇10X50的比較合適。另一類(lèi)是口徑較大的尋彗雙筒鏡,口徑多為80-150mm,除了尋彗,它們還是觀(guān)測深空天體的得力武器。為了順利的進(jìn)行天文觀(guān)測,雙筒鏡最好能固定在三角架上,一般廠(chǎng)家都提供供選購的三角架聯(lián)結裝置,價(jià)格一、二百元,可以方便的把雙筒鏡和三角架聯(lián)在一起。
Spotting Scope在國外非常流行,擁有者多為被稱(chēng)為Birder的自然和鳥(niǎo)類(lèi)愛(ài)好者,Spotting Scope的口徑多為50-80mm,通過(guò)內置的棱鏡(組)成正像。一般可以通過(guò)更換不同的目鏡改變倍率,但是和35mm單鏡頭反光照相機一樣,不同的廠(chǎng)家有不同的目鏡卡口。幾乎所有的Spotting Scope都可以方便的和照相機三角架連接,多數廠(chǎng)家還為可更換目鏡的Spotting Scope設計了照相機接口,可以當做望遠鏡頭使用。為適應各人不同的用途和習慣,Spotting Scope有直視目鏡和45度斜視目鏡兩種鏡身及普通消色差和復消色差兩種物鏡可供選擇。與天文望遠鏡相比,Spotting Scope成的是完全正像,結構緊湊、密封防塵性能好,適合在野外和惡劣的環(huán)境下使用,但由于光學(xué)結構較為復雜,成像質(zhì)量稍遜于同檔次的天文望遠鏡,尤其不適于作高倍觀(guān)測(廠(chǎng)家提供的目鏡最高倍率一般不超過(guò)60倍〕。
支架及附件
望遠鏡的支架分為兩種: 地平式和赤道式. 地平式支架一般較便宜, 重量較輕, 搬運、調試都比較方便。但當你需要對天體進(jìn)行自動(dòng)跟蹤時(shí),地平式支架就顯得力不從心了,盡管由計算機自動(dòng)控制的望遠鏡(如MEADE公司的LX200系列)可以在地平狀態(tài)下進(jìn)行自動(dòng)跟蹤,但由于整個(gè)視場(chǎng)會(huì )繞視場(chǎng)中心旋轉,無(wú)法進(jìn)行天體攝影。因此赤道式支架(又稱(chēng)赤道儀)是進(jìn)行跟蹤天體攝影的必備器材。無(wú)論選擇哪一種支架,其穩定性都是最重要的,穩定性差的地平式和赤道式支架它們給觀(guān)測,尤其是調焦和找星帶來(lái)了很大的麻煩,使天文觀(guān)測的樂(lè )趣大打折扣。一個(gè)優(yōu)質(zhì)的照相機三角架往往比一般的望遠鏡自帶的支架要好用,照相機三角架的說(shuō)明書(shū)上一般都會(huì )給出其最大負荷,但由于望遠鏡的鏡筒與照相機相比要長(cháng)得多,對三角架云臺的力矩也大得多,所以選擇最大負荷比望遠鏡的重量大一倍左右的三角架比較理想。照相機三角架用于望遠鏡還有兩個(gè)缺點(diǎn),一是價(jià)格較高,像曼富圖的三角架和云臺一套至少要1000元左右;二是照相機三角架都沒(méi)有微動(dòng)機構,找星很不方便,國外市場(chǎng)上有一種微動(dòng)云臺,加在三角架的云臺上可解決這一問(wèn)題,可惜目前在國內還不易買(mǎi)到。
對于天文攝影而言,赤道儀有時(shí)比望遠鏡本身還要重要,因為望遠鏡有時(shí)僅僅用于導星,而赤道儀跟蹤的好壞及穩定程度卻直接關(guān)系到照片的質(zhì)量。
目鏡對望遠鏡的光學(xué)表現起著(zhù)重要的作用,在目視觀(guān)測時(shí)其重要性絕不亞于望遠鏡的物鏡。 決定目鏡性能的參數主要是焦距、視場(chǎng)和出瞳距離。望遠鏡物鏡焦距與目鏡焦距的比值就是放大倍數,所以焦距是表征目鏡性能的最重要的參數。而目鏡的視場(chǎng)決定著(zhù)望遠鏡的視場(chǎng),(望遠鏡視場(chǎng)=目鏡視場(chǎng)÷放大倍率),一般的顯微鏡目鏡(惠更斯式,2片2組)的視場(chǎng)只有30度左右,這種目鏡不但由于結構過(guò)于簡(jiǎn)單使得像差校正不佳(尤其是色差),而且由于視場(chǎng)太小,使用時(shí)有從煙囪的一端向另一端看的感覺(jué)。目前標準的目鏡(如Plossl和OR型目鏡,4片2組)視場(chǎng)為40-50度,而廣角目鏡(通常超過(guò)6片)的視場(chǎng)超過(guò)60度,有的可達84度,用這種目鏡觀(guān)天的感覺(jué)是非常美妙的,尤其是低倍時(shí),簡(jiǎn)直有太空漫步的感覺(jué)。 出瞳距離指能看清整個(gè)視場(chǎng)時(shí)觀(guān)測者的眼睛到目鏡的接目鏡的距離。出瞳距離直接決定著(zhù)觀(guān)測的方便和舒適程度。一個(gè)出瞳距離適中的目鏡(如15-20mm)會(huì )給觀(guān)測帶來(lái)很多方便,尤其是戴眼鏡的觀(guān)測者,他們不必摘掉眼鏡就能看清整個(gè)視場(chǎng),這對于戴散光鏡的人更加重要,因為即使他們摘掉眼鏡重新調焦也無(wú)法看到清晰的星像。對于同一種目鏡,其出瞳距離一般與焦距成正比。出瞳距離過(guò)短固然不好,但過(guò)長(cháng)時(shí)也會(huì )帶來(lái)不便,筆者在使用焦距為40-55mm的Plossl目鏡時(shí)由于其出瞳距離過(guò)長(cháng),眼睛要不斷前后移動(dòng)才能找到合適的位置,后來(lái)為它們專(zhuān)門(mén)設計了眼罩問(wèn)題才得到解決。
一臺望遠鏡通常應配備多個(gè)目鏡以便組合成多種放大倍數,首先應該配備一個(gè)低倍率、大視場(chǎng)的目鏡用于觀(guān)測面積大而表面亮度低的星云星團,同時(shí)也可以在使用高倍率目鏡時(shí)先找到目標,它將是使用次數最多的目鏡。這只目鏡的放大率應為望遠鏡口徑厘米數的2-3倍,對于相對口徑較小的望遠鏡,焦距40-55mm的Plossl目鏡(視場(chǎng)約40度)即可勝任,但當相對口徑較大時(shí),最好選擇焦距稍短的廣角目鏡(視場(chǎng)>60度)。中等倍率目鏡主要用于觀(guān)測星云星團等深空天體,典型的中等倍率是物鏡口徑厘米數的5-10倍。高倍率主要用于觀(guān)測行星、雙星、致密的星云星團等,一個(gè)優(yōu)質(zhì)的物鏡(如10cm的APO折射鏡)應該允許使用其口徑厘米數的25倍的放大率而不明顯降低成像質(zhì)量,但一味的追求高倍率往往適得其反,因為很少有適合使用500倍以上放大率的大氣條件。前面已經(jīng)提到過(guò)近些年目鏡的設計水平有了大幅度的提高,在國外市場(chǎng)上有效視場(chǎng)超過(guò)80度的超廣角目鏡,長(cháng)出瞳距離的高倍目鏡都不難見(jiàn)到。
三、怎樣選擇雙筒望遠鏡
市場(chǎng)有許多雙筒望遠鏡,“它們的外觀(guān)、大小及價(jià)格各不相同,用途也不大一樣,有的用于觀(guān)察飛鳥(niǎo)、體育比賽及音樂(lè )會(huì ),有的用來(lái)欣賞夜空中神奇美麗的大體。如果你想選擇、購買(mǎi)一個(gè)屬于自己的雙筒望遠鏡,那么必須知道下面幾點(diǎn)知識。
數字的含義
市場(chǎng)上出售的每個(gè)雙筒望遠鏡上,都有類(lèi)似這樣的數字:“7 x 35”‘10 x 50”或“12 x 80”等,“X ”前的數字代表放大倍數,上述三個(gè)雙筒望遠鏡的放大倍數分別為7、 10、 12,乘號后面的數字代表望遠鏡主鏡(靠近觀(guān)察物一邊的鏡子)的直徑,以毫米為單位。上述三個(gè)雙筒望遠鏡的口徑分“為35mm,50mm和80mm。
數字的重要性
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(shí)并非如此,而是放大倍數越高,越會(huì )降低像的質(zhì)量。用低倍鏡觀(guān)察,像會(huì )更明亮、更穩固,觀(guān)察到的范圍越大。如果選用高倍鏡觀(guān)察,你會(huì )發(fā)現像變大了,但視場(chǎng)卻變小了。另外,高倍數的雙筒望遠鏡要求高穩定性,如果穩定性不好,像就抖得歷害,一般人很難用手較長(cháng)時(shí)間地握住10倍以上的雙筒望遠鏡,如果你堅持使用10倍以上的,那你一定要為雙筒望遠鏡配一個(gè)穩固的三角架。
物鏡口徑
物鏡口徑(即基本上相當于物鏡直徑)越大,收集光的能力越強,但鏡子會(huì )更重。如果你需要經(jīng)常在亮處使用雙筒望遠鏡。那么口徑大一些小一些沒(méi)什么太大關(guān)系,但如果你想在暗處用雙筒望遠鏡觀(guān)察,如觀(guān)看天體,那么口徑大一些就很重要了,一般來(lái)說(shuō)。選擇大小、重量、口徑都適合你觀(guān)測活動(dòng)需要的雙筒望遠鏡為好。
視場(chǎng)
視場(chǎng)是通過(guò)望遠鏡能看到的范圍。視場(chǎng)的大小由物鏡和目鏡決定。對于雙筒望遠鏡物鏡,目鏡已經(jīng)確定,所以視場(chǎng)也是一個(gè)確定的值。
什么影響亮度?
出射瞳孔:如果用物鏡口除以放大倍數,如“35/7”或“50/10”,那么你就可以得到以毫米為單位的通過(guò)望遠鏡射到眼睛處的光束的直徑。這個(gè)數值越大,你眼睛接收到的光或天體信息就越多,這個(gè)數值就稱(chēng)為望遠鏡的出射瞳孔。它有什么意義呢?
讓我們假設你準備購買(mǎi)一個(gè)用于觀(guān)察鳥(niǎo)類(lèi)的雙筒望遠鏡,你希望用它在黎明或傍晚觀(guān)察鳥(niǎo),;而那時(shí)的鳥(niǎo)常常落在樹(shù)叢中,藏在暗影里。如果你買(mǎi)一個(gè)10x25的雙筒望遠鏡,那么出射瞳孔直徑為25/10= 2.5(mm)。而我們眼睛的瞳孔直徑的范圍為2mm至7mm,依光的暗弱不問(wèn)而變化。光越暗,瞳孔直徑越大。如果你準備用雙筒望遠鏡在暗處觀(guān)察,則應選擇出射瞳孔與你的眼睛在暗處時(shí)的瞳孔相近的雙筒望遠鏡,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,在黑暗中使用,它收集到的光能被你的眼睛高效率接收到。所以也是理想的選擇。
光學(xué)鍍膜
所有著(zhù)名的雙筒望遠鏡廠(chǎng)家都不同程度地為雙筒望遠鏡鍍上提高光透過(guò)率的化學(xué)薄膜。選雙筒望遠鏡時(shí)要選擇全鏡面多層鍍膜的。因為如果鏡片不鍍膜,光通過(guò)物鏡時(shí),50%的光被散射掉而無(wú)法達到你的眼睛!
那么為什么要選擇全鏡面多層鍍膜的雙筒望遠鏡呢?一般用下述詞語(yǔ)描述鍍膜情況:
光學(xué)鍍膜:這是最低級的鍍膜,價(jià)格較便宜,一般是一個(gè)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(huì )使光的通過(guò)率從50%提高到80%。
多層鍍膜:至少有一個(gè)鏡面鍍不只一層的膜。
主鏡面多層鍍膜:這是最高級的鍍膜。它表示對所有的鏡面都進(jìn)行多層鍍膜,這樣可以將所收集的光的90~95%傳遞給眼睛!
如果戴眼鏡,那應該怎樣選擇雙筒里遠鏡?
如果戴眼鏡,那么你要注意當能看清楚全部視場(chǎng)或看清楚視場(chǎng)中的星像時(shí),眼與目鏡間的距離。不同望遠鏡,這個(gè)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眼睛處于合適距離,觀(guān)察時(shí)感覺(jué)舒適。如果你需要戴眼睛用雙筒望遠鏡觀(guān)看,那么目鏡與眼睛之間的距離變大,所以要選擇目鏡與眼之間距離大一些的。
何種型號雙筒望遠鏡適合星空觀(guān)測?
如果選擇雙筒望遠鏡用于觀(guān)測星空,那么物鏡口徑是最關(guān)鍵的。如果要一個(gè)手持的雙筒望遠鏡。滿(mǎn)足手持的,用于觀(guān)測星空這兩個(gè)條件的最佳雙筒望遠鏡型號為:7X50(出射瞳孔為7.14mm)或是8X56。如果你計劃將雙筒望遠鏡固定十三角架上使用,那么最佳選擇為10x70或12x80。
擁有一架性能優(yōu)良的望遠鏡,是每個(gè)旅游愛(ài)好者的愿望,目前市場(chǎng)上望遠鏡琳瑯滿(mǎn)目,質(zhì)量參差不齊,而有關(guān)望遠鏡知識方面的文章又很少,使很多人感到無(wú)從下手。
關(guān)于倍數:每架望遠鏡上都標有主要參數,如7*35表示該鏡為7倍,物鏡口徑35mm。一般6倍以下為低倍率,6-10倍為中倍率,10倍以上為高倍率。很多人總認為倍數越高越好,一些廠(chǎng)家也以虛假的高倍來(lái)吸引消費者,實(shí)際上一架望遠鏡的合理倍數是與望遠鏡的口徑和觀(guān)測方式相關(guān)的:口徑大的,倍數可以適當高些,用三角架固定觀(guān)測的可以比手持觀(guān)測高些。若選購手持觀(guān)測的雙筒望遠鏡,7-10倍之間足夠用,最高不要超過(guò)12倍,否則倍數越高,觀(guān)測視場(chǎng)就越小、越暗,觀(guān)測效果反而下降,尤其是高倍帶來(lái)的抖動(dòng)也大大增加,使觀(guān)測的景物無(wú)法穩定下來(lái),很難正常觀(guān)測。世界各國如美國、俄羅斯裝備部隊的望遠鏡品種雖很多,但大多以6-10倍為主,一些世界名牌如蔡司、尼康等所產(chǎn)望遠鏡同樣也是以中倍率為多,這是因為一個(gè)清晰而穩定的成像是最重要的。 關(guān)于口徑:口徑越大,觀(guān)測視場(chǎng)、亮度就越大,有利于暗弱光線(xiàn)下的觀(guān)測,但口徑越大,體積重量就越大,成本也越高,一般可根據需要在30-50mm之間選用。
關(guān)于視場(chǎng):視場(chǎng)是指千米處可觀(guān)測的視界,如1000/93mm,是指該望遠鏡在一千米處可以觀(guān)測到93米寬的范圍,也可以換算成“度”來(lái)表示為5c。視場(chǎng)大小的比較必須是在口徑相近、倍數相同的條件下進(jìn)行,視場(chǎng)大小關(guān)鍵在于棱鏡系統目鏡部分的設計,一般名廠(chǎng)的高級品種及軍用望遠鏡都采用廣角大視場(chǎng)設計,這種廣角大視場(chǎng)望遠鏡會(huì )給人一種寬廣舒適、心曠神怡的感覺(jué)。
關(guān)于鍍膜:鏡片鍍膜的作用是為了減少反光,使透光率增加,提高觀(guān)測亮度。鍍膜顏色不同與質(zhì)量無(wú)關(guān),鍍膜越淡反光越小越好,但近年來(lái)各地市場(chǎng)上出現了反光很強、亮閃閃的各種紅膜、黃膜望遠鏡,很吸引消費者,其實(shí)這種劣質(zhì)鍍膜反射損失了很多光線(xiàn),使色彩偏冷變暗,清晰度下降,更有甚者有人竟將這種劣質(zhì)紅膜望遠鏡稱(chēng)為“可暗光夜視”“紅外線(xiàn)夜視望遠鏡”來(lái)欺騙消費者,實(shí)際上真正的紅外線(xiàn)夜視儀是光電倍增管成像,與望遠鏡原理全完不同,白天不能使用,價(jià)格昂貴且需電源才能工作。
結構材料:為降低成本,市場(chǎng)上普通望遠鏡大都采用塑料鏡身、鏡筒,只有少數高級產(chǎn)品及軍用型采用全金屬結構,價(jià)格昂貴,但其堅固耐用性是無(wú)可比擬的,筆者手中收藏的幾架幾十年前的蘇制全金屬軍用望遠鏡外觀(guān)雖十分陳舊,但各部分依然操作靈活,光學(xué)性能優(yōu)異。
軍用測距型望遠鏡在右目鏡中裝有測距用密位線(xiàn),可以通過(guò)計算概略地測定目標間的距離。但對于旅游觀(guān)光來(lái)說(shuō)其中的的密位線(xiàn)倒有些礙事,再者測距型望遠鏡是左右目鏡分別調焦,稍麻煩點(diǎn),所以如果不是特別需要可不必選購測距型。
有些所謂“自動(dòng)對焦望遠鏡”實(shí)際上是把焦點(diǎn)固定在幾十米遠,利用有限的景深來(lái)達到一定的清晰度,從而省去調焦機構降低成本的劣質(zhì)望遠鏡,筆者目前還未見(jiàn)到過(guò)真正的自動(dòng)調焦望遠鏡。
望遠鏡可以看到什么:這主要和望遠鏡的性能、天氣狀況、目標大小有關(guān),據筆者測試:用俄產(chǎn)8*40民用雙筒望遠鏡在天氣晴好時(shí)可以看清百米處電線(xiàn)桿的昆蟲(chóng)、幾百米外人的面目、幾十公里行駛的車(chē)輛,在夜間還可以看到月球上密密麻麻的環(huán)形山、木星的四顆衛星、星團星云等,對天文感興趣的朋友可以試一試,實(shí)際上,一架優(yōu)良的望遠鏡帶給您的樂(lè )趣和用途往往會(huì )超出您的想象。 有的廣告中稱(chēng)某望遠鏡可以看清幾十上百公里外一米的目標,其實(shí)從理論上講,由于地面附近大氣密度大灰塵多,更重要的是地球是圓曲的,所以根本不可能在地面上水平觀(guān)測到五十公里外一米的目標。
選購:一般來(lái)說(shuō),世界名牌望遠鏡無(wú)論是光學(xué)性能、外觀(guān)手感、包裝都令人贊嘆,當然售價(jià)也不菲,一架名牌7*50雙筒鏡在一二千元以上。國產(chǎn)軍用望遠鏡光學(xué)質(zhì)量也不錯,售價(jià)約千元左右,但市場(chǎng)基本見(jiàn)不到。此外國產(chǎn)名牌民用望遠鏡質(zhì)量也可以,價(jià)格在二三百多元,高檔防水型望遠鏡,一般價(jià)格在兩千元左右。一般人都可以接受。 原蘇聯(lián)光學(xué)工業(yè)舉世聞名,生產(chǎn)廠(chǎng)家又多是軍工廠(chǎng),所產(chǎn)各種民用、軍用望遠鏡品種齊全,光學(xué)素質(zhì)極為優(yōu)異。近些年來(lái)由于中俄口岸的開(kāi)放,使一些俄產(chǎn)器材通過(guò)易貨方式進(jìn)入我國口岸,由于易貨貿易的特殊性,價(jià)格相對很低,一架全金屬的軍用級雙筒望遠鏡僅僅幾百元,受到旅游者及軍品愛(ài)好者的喜愛(ài),但近來(lái)國內市場(chǎng)上到處可見(jiàn)的假冒俄羅斯望遠鏡使很多人難辨真偽,下面介紹一下真假俄羅斯望遠鏡的鑒別。
正規俄制望遠鏡的鑒別:近年來(lái)各地市場(chǎng)上出現了大量的采用塑料外殼、迷彩、灰白等顏色,采用普通鏡片、棱鏡,鍍有紅膜、綠膜、黃膜,小視場(chǎng)設計,有的還安有小指北針、坐標線(xiàn),鏡身上印著(zhù)俄文、俄共黨徽、大炮紅星等,標著(zhù)幾十幾百倍甚至幾千倍,號稱(chēng)可以看幾十幾百公里“可暗光夜視”的各種所謂的“俄羅斯望遠鏡”,其實(shí)是國內一些廠(chǎng)家的仿制品,價(jià)格僅一二百元,質(zhì)量很差,其真實(shí)倍數只有3-6倍左右。真正的俄制望遠鏡一般只在邊貿地區可以見(jiàn)到,過(guò)貨量也不多。俄望遠鏡的特點(diǎn)是無(wú)論民用級還是軍用級均為軍工廠(chǎng)出品,傳統外型,全金屬結構堅固耐用(民用級上有少量工程塑料降低成本),鏡身上刻有編號,全部采用優(yōu)質(zhì)復合全消色差光學(xué)鏡片,高品質(zhì)淡蘭淡紫淡黃色增透鍍膜,K4型K9型高級棱鏡材料,廣角大視場(chǎng)設計,倍數真實(shí),光學(xué)素質(zhì)優(yōu)異,充分體現了原蘇聯(lián)高超的光學(xué)水平,給每個(gè)使用過(guò)的人留下了深刻的印象,使用收藏價(jià)值均很高。
望遠鏡的種類(lèi)
想用天文望遠鏡觀(guān)測星空的人,首先得掌握一定的天文望遠鏡和天文學(xué)的基礎知識。望遠鏡的性能主要由以下幾個(gè)方面來(lái)反映:
1、有效口徑和相對口徑
物鏡中心到焦點(diǎn)的距離叫做物鏡的焦距,用符號F表示。物鏡的直徑?jīng)]有被框子和光闌擋住的部分叫做物鏡的有效口徑,用符號D表示。天文望遠鏡的性能主要就是以這兩個(gè)數據為標志。有效口徑與焦距的比叫做相對口徑,用符號A表示。即:A=D/F,其中D、F用毫米作單位。
2、放大率
望遠鏡的物鏡焦距(F)與目鏡焦距(f)之比,叫做望遠鏡的放大率,用符號M表示。一架天文望遠鏡通常配有好幾個(gè)不同焦距的目鏡,從而可得到幾種不同的放大倍率。比如當望遠鏡的物鏡焦距為840毫米,目鏡的焦距是10毫米,那么放大率就是84倍,若另一目鏡的焦距為20毫米,則望遠鏡的放大率就是42倍了。
但是望遠鏡倍率的提高是有一定限度的,這就是望遠鏡的有效倍率。如果選用過(guò)高的倍率,成像就會(huì )變暗,觀(guān)測效果反而不好。對普通天文望遠鏡來(lái)說(shuō),最高有效倍率約是口徑的2倍。例如,望遠鏡的口徑是80mm時(shí),最高有效倍率是160倍左右;口徑是100mm時(shí),最高有效倍率為200倍左右。
3、集光力
光線(xiàn)是通過(guò)瞳孔進(jìn)入人眼的,人眼只能收集到相當于瞳孔面積范圍的光。在暗處時(shí),人眼的瞳孔直徑一般約為7mm。因此,就把望遠鏡物鏡的有效面積相對于瞳孔面積的倍數叫做集光力。即:集光力=(D*D)/(7*7),其中D用毫米作單位。
4、分辨率
由于光的衍射作用,天體在望遠鏡中所成的像,會(huì )成為一個(gè)小圓盤(pán)。如果兩顆星星接近到剛剛能分辨出來(lái),它們的最小角距就叫做分辨率,用符號θ表示,單位為角秒。望遠鏡分辨率同物鏡有效口徑的關(guān)系可粗略表示為:θ=140/D,其中D用毫米作單位。對于天文觀(guān)測來(lái)說(shuō),分辨率往往比放大率更重要。
5、極限星等
在晴朗無(wú)月的夜晚,用望遠鏡能夠看到的最暗的星等,叫做這架望遠鏡的極限星等,用符號Me表示。Me的數值主要決定于物鏡的有效口徑,有一個(gè)經(jīng)驗公式可供參考:Me=7.1+51gD,其中D用厘米作單位。當然這是理論數值,由于大氣層及觀(guān)測者視力等因素的影響,實(shí)際數值和計算值不一定一致。
6、視場(chǎng)
在望遠鏡中能夠看到的天空區域的角直徑叫做視場(chǎng)。用符號ω表示。對于一架望遠鏡來(lái)說(shuō),視場(chǎng)同目鏡的焦距有關(guān),目鏡的焦距越短,望遠鏡的現場(chǎng)越小。換句話(huà)說(shuō),望遠鏡的放大率越大,視場(chǎng)就越小。
天文望遠鏡的相對口徑越大,聚光能力就越強,通過(guò)望遠鏡看到的天體就越明亮。另外,在物鏡焦距不變的情況下,有效口徑越大.相對口徑也就越大。顯然,有效口徑越大,望遠鏡的性能就越好。也就是說(shuō),天文望遠鏡的性能好壞,主要由口徑來(lái)決定。
如何選購合適的望遠鏡
在野外活動(dòng),如探險、狩獵、勘察、旅游等,若此時(shí)您手中有一架稱(chēng)心如意的望遠鏡,那就再好不過(guò)了。
目前,國內市場(chǎng)上出售的望遠鏡種類(lèi)繁多,令人目不暇接。但總的來(lái)說(shuō)可按以下幾個(gè)方面來(lái)劃分:按產(chǎn)地不同來(lái)劃分,有國外的(曰本、美國、德國等),國內的(河南、廣東、浙江、四川等);探險牌子不同來(lái)劃分,有華祥、視德樂(lè )望遠鏡等,按用途不同來(lái)劃分,有變倍數鏡、防水鏡、夜視鏡;按放大倍數不同來(lái)劃分,有低倍數(2~5倍,多見(jiàn)于玩具產(chǎn)品)、中倍數(7~10倍)、高倍數(15~70倍)。
人們在選購望遠鏡時(shí),常見(jiàn)其價(jià)目表上有幾個(gè)阿拉伯數字,那么這幾個(gè)數字說(shuō)明了什么技術(shù)參數呢?下面試舉一例子說(shuō)明一下。例如標有10×50mm5°,即表示其放大倍數為10倍,物鏡的直徑為50毫米,視野為5度(即在1000處視野寬度為87.4米)。可能有人會(huì )認為技術(shù)參數的數字越大越好,其實(shí)不然。放大倍數與視野寬度成反比,即放大倍數越大,視野寬度越小,這就不利于搜索。物鏡直徑與進(jìn)光量越多,在光線(xiàn)不足時(shí)分辯能力就越強,但這必然導致到望遠鏡的體積增大不利于攜帶。經(jīng)這么一說(shuō),您興許感覺(jué)無(wú)所適從,但只要能取長(cháng)補短,同樣可以購得一架合意的望遠鏡。在此我想給大家提幾點(diǎn)建議以供大家在選購望遠鏡時(shí)作為參考:
第一,如想到海上或海濱旅游,請不要忘記購一架防水望遠鏡(特別攜薦華祥牌系列及NIGULA系列防水望遠鏡)。
第二,如想外出旅游觀(guān)光,可購一架體積小具備變倍功能的望遠鏡。
第三,如打算到那些可遠觀(guān)而不可近探之”的危險地帶獵奇,那就應該購一架高倍數的望遠鏡。
第四,如要進(jìn)行狩獵或長(cháng)時(shí)間在外旅行,則最好購一架變倍數望遠鏡,現說(shuō)明一下它的使用方法。因為變倍數望遠鏡可從低倍數逐漸調到高倍數,所以在使用時(shí)應先用低倍數、大視野進(jìn)行粗略搜索,然后再用高倍數、小視野進(jìn)行仔細觀(guān)察。
如何使用望遠鏡
望遠鏡是用來(lái)觀(guān)察遠方景物的一種儀器,在航海、軍事、戶(hù)外活動(dòng)等領(lǐng)域里都有著(zhù)不可低估的作用。但有的人卻會(huì )因使用不當而出現頭暈眼花、惡心嘔吐等現象。 正常使用望遠鏡應掌握如下要點(diǎn):
長(cháng)期存放的望遠鏡啟用時(shí),要仔細檢查一下,發(fā)現鏡片有生霉、起霧現象的要擦拭干凈;查看視度調整裝置和調整瞳孔間隔的連接部分是否正常。
裝定視度分劃。有的人兩眼的視度不同,要分別調整、裝定分劃,使每只眼睛都能清楚地看到景物;調整瞳孔間隔,使兩眼所見(jiàn)到的景物圖象重疊在一起。
觀(guān)察時(shí),姿態(tài)要自如,舉鏡應平穩。立姿用鏡時(shí),大臂略收,貼靠上體,避免兩臂顫動(dòng)。有條件時(shí),可利用依托物支撐。保持正確的接額位置。不同型號的望遠鏡射出瞳孔距離不盡一致,接眼距離也不樣。例如,62式8倍望遠鏡,當把接眼鏡護圈和眼窩保持若接若離狀態(tài)時(shí),接額位置較為適宜,此時(shí),射出瞳孔距離大致為八毫米。
觀(guān)察目標。根據目標的距離,調整距離分劃。觀(guān)察遠距離目標,應按先在鏡外觀(guān)察后轉入鏡內、先概略后精確的順序進(jìn)行觀(guān)察。為此,應熟悉正確使用不同分劃所對應的密位數(這只對軍用望遠鏡而言),以便迅速地辯認目標位置,提高觀(guān)察效率,縮短用鏡時(shí)間。
在雪天、強光、煙霧等不同天氣條件下,要安裝相應的濾光鏡片,以減少白雪、強光對人眼的刺激,增加煙霧中景物的襯托度。白天使用帶有紅外感光屏的望遠鏡時(shí),要把紅外感光屏拔開(kāi),以避免因感光屏而引起的鏡室發(fā)暗和視野變小,影響觀(guān)察效果。
平時(shí)要妥善保管,防止劃傷鏡面,保持清潔、干爽,避免受潮。
望 遠 鏡 知 多 少
隨著(zhù)週休二日的實(shí)施,國內各項休閒活動(dòng)逐漸受重視,無(wú)論賞鳥(niǎo)、旅行、登山、天文、球賽、演唱會(huì )等,望遠鏡已成為不可或缺的工具了。但市面上望遠鏡品牌及價(jià)格都很凌亂,消費者在一知半解的情形下,往往無(wú)法正確的選購一隻適當的望遠鏡。一部?jì)r(jià)格從路邊攤的幾佰元到世界名牌的幾萬(wàn)元究竟差在哪裏?紅色鏡片是否真能在黑暗中呈現明亮影像?其實(shí)望遠鏡的選購仍有些要訣:在購買(mǎi)時(shí)請店家多拿幾隻比較。將不同品牌但同倍率、同口徑之望遠鏡相比較下列特點(diǎn):
1.明亮度 2.視野廣闊度 3.影像中央及週圍部份之清晰度 4.影像週圍之彎曲程度 5.影像及真實(shí)目標物之顏色是否相同等另外可將望遠鏡朝天空明亮處,以約一個(gè)手臂距離來(lái)觀(guān)察望遠鏡的出口瞳孔(如右圖)在此孔徑內愈圓愈明亮則表示稜鏡的材質(zhì)愈佳,若有晦暗或呈非圓形的孔狀則表示是以較差的材質(zhì)組合而成。
一部合適的賞鳥(niǎo)望遠鏡其倍率不能太大,大約7-10倍最為適合。千萬(wàn)別以為倍率愈大愈好;倍率愈大,則亮度、解晰度、影像穩定性、視野範圍等都相對降低,效果反而更差。口徑則不能太小,至少需20mm以上。口徑愈大則前面所提的亮度、解晰度等都相對上升。不過(guò)體積亦相對變大,增加體能負擔。望遠鏡機身常見(jiàn)規格表示如7x35、8x40等各種規格,其中前面的數字即是倍率,如7即7倍。後面的數字即是口徑。
在市場(chǎng)上有許多不肖業(yè)者,以不實(shí)之倍率、口徑欺瞞消費者。往往一部原本8倍的望遠鏡卻被業(yè)者更改成20倍甚至更高。然而若要精確的檢驗出望遠鏡的倍率頗為麻煩,但有簡(jiǎn)單的方式可供參考。找部知名品牌的望遠鏡,再與其它強調大倍率之望遠鏡作比較,若呈像的目標大小差不多,則這部所謂高倍望遠鏡可能就有標示不實(shí)之嫌了。另外市面上有許多望遠鏡鏡片上呈紅色、金色反光,業(yè)者則宣傳稱(chēng)為可提供高夜視能力之望遠鏡。甚至有人會(huì )誤以為這是紅外線(xiàn)夜視鏡,其實(shí)這是錯誤的。事實(shí)上這類(lèi)望遠鏡不僅無(wú)法提昇亮度,反而會(huì )讓影像更昏暗,其實(shí)這類(lèi)產(chǎn)品主要是用在雪地、海面上這些陽(yáng)光反射較強的場(chǎng)合。並不適用於一般的賞鳥(niǎo)甚至如歌劇、演唱會(huì )等都不適用。一部有良好透光率的望遠鏡其鏡片應是愈透明愈好。要判斷一部望遠鏡明亮度的好壞,最簡(jiǎn)單的方式就是乾脆天黑後再去選購,這樣就很容易比出好壞。
賞鳥(niǎo)望遠鏡分成雙筒型及單筒型二種。雙筒型因為機動(dòng)性高,使用方便,較適合觀(guān)賞行動(dòng)活躍之山鳥(niǎo)。至於單筒型望遠鏡則受限於機動(dòng)力,較適合觀(guān)賞恬靜的水鳥(niǎo)。單筒型倍率較大,有些可外接照相機拍攝照片,不過(guò)論效果仍然無(wú)法與專(zhuān)業(yè)的單眼相機加長(cháng)鏡頭相比。通常一部效果較好的單筒望遠鏡價(jià)格約在1-5萬(wàn)間。單筒型由於倍率大,伴隨而來(lái)會(huì )造成光線(xiàn)穿透稜鏡產(chǎn)生之色散現像,這種色散會(huì )影響觀(guān)察。為改善這種狀況,各大光學(xué)廠(chǎng)無(wú)不全力發(fā)展新一代鏡片來(lái)克服如ED鏡片、瑩石鏡片等,效果都不錯。但因瑩石具有吸水性,在保養時(shí)需注意防霉。另外瑩石的熱膨脹係數較大,易受溫度變化影響而改變焦點(diǎn)。相較下ED材質(zhì)焦點(diǎn)穩定,保養亦較方便。由於都屬光學(xué)範圍,這些知名品牌望遠鏡往往也就是知名的相機品牌,如日本Nikon、德國的Zeiss等。這些知名品牌望遠鏡通常售價(jià)亦高約在4000元以上,若預算足夠,其實(shí)仍是劃得來(lái)的,除了品質(zhì)及售後服務(wù)較有保障外,通常望遠鏡只要不摔、不受潮,用個(gè)10年以上的大有人在。所以倘若有心選購一部望遠鏡,還是多加比較才不會(huì )後悔!
如何照顧好您的望遠鏡
(1)清洗
鏡片的表面覆有多層膜,以保有清晰的視線(xiàn),不致因不小心的處理而有所損壞,應避免以手指或粗糙的物品接觸鏡片表面。鏡片表面可能矇有毛絮,如果有必要拭掉羽絮,請以柔軟的棉布或拭鏡紙擦拭,如此才不會(huì )留下油脂;用布小心慢慢地擦拭鏡片。微量的酒精(非變性酒精)可將難擦拭掉的斑點(diǎn)去除。避免使用天鵝絨或一般的衛生紙,因為它們可能會(huì )磨損鏡片表面
以望遠鏡附的沾有矽質(zhì)清潔劑的擦拭布來(lái)擦拭望遠鏡鏡身表面,避免以酒精或其他的布來(lái)擦拭,因為可能損壞膠質(zhì)鏡體、前方崁板、中間的焦距軸、及屈光度調整圈。
(2)千萬(wàn)不要自望遠鏡中注視太陽(yáng),因為將會(huì )對眼睛造成很大的傷害。
(3)保存方式
若曝置於溫差很大或高濕度的地方,在鏡片表面可能會(huì )有細小的水珠出現;若有這種情形,務(wù)必要使望遠鏡在室溫下慢慢完全乾燥,並將望遠鏡置於陰涼乾燥之處。
最好將望遠鏡保存於乾燥的密閉空間內;若無(wú)此設備,望遠鏡也要置於乾淨、通風(fēng)良好的地方,避免放在皮製或人造皮製的盒子內,因為皮製或人造皮製的盒子容易吸收濕氣。若沒(méi)有完全乾燥望遠鏡,可能在鏡片表面會(huì )發(fā)黴,而使望遠鏡不能再使用了
(4)重擊
避免望遠鏡受重擊。在移動(dòng)至其它地方的時(shí)後,完備的包裝可吸收衝撞的力量。
(5)修護
修護工作避免經(jīng)由非專(zhuān)業(yè)人員來(lái)進(jìn)行,如果有必要進(jìn)行修護工作時(shí),望遠鏡應送到專(zhuān)業(yè)代理商修護,避免自行拆除或替換鏡片或稜鏡(圖5)。
望遠鏡分類(lèi)、技術(shù)參數及表示方法
一、望遠鏡的分類(lèi)
望遠鏡是現在天文學(xué)最基本的觀(guān)測儀器,是廣大天文普及工作者和天文愛(ài)好者必備的觀(guān)測工具。除此以外,望遠鏡還兼有觀(guān)察戰場(chǎng),研究地形地物和偵察目標(在這個(gè)角度上可以將這類(lèi)望遠鏡定義為軍事望遠鏡)、觀(guān)景、看戲看比賽及兒童玩具(在這個(gè)角度上可以將這類(lèi)望遠鏡定義為“娛樂(lè )性生活用品及禮品玩具”)。
望遠鏡的分類(lèi)方法有多種,但根據物鏡的結構不同,望遠鏡大致可以分為三大類(lèi):以透鏡作為物鏡的,稱(chēng)為折射望遠鏡;用反射鏡作為物鏡的,稱(chēng)為反射望遠鏡;既包含透鏡,又有反射鏡的,稱(chēng)為折反射望遠鏡。
1、折射式望遠鏡
物鏡為透鏡系統的望遠鏡,最早由荷蘭眼鏡商人李普爾賽于1608年發(fā)明,是出現最早的望遠鏡類(lèi)別。折射式望遠鏡的原理建立在透鏡成像原理之上,其優(yōu)點(diǎn)是成像比較鮮明、銳利;缺點(diǎn)是有色差。為了減輕色差,品質(zhì)較優(yōu)良的折射式望遠鏡了消色差技術(shù)。此外,為了減少光線(xiàn)經(jīng)過(guò)透鏡的損失,采用了在透鏡表面鍍增透度的所謂“鍍膜”技術(shù),而較常用的折射式望遠鏡的光學(xué)系統又有兩種形式,即伽利略式望遠鏡和開(kāi)普勒式望遠鏡。
(一)伽利略式望遠鏡
伽利略式望遠鏡在人類(lèi)認識自然的歷史中占有重要地位。它由一個(gè)
或一組凹透鏡(目鏡)和一個(gè)或一組凸透鏡(物鏡)組成。物鏡組為等效的凸透鏡,光線(xiàn)通過(guò)物鏡匯聚后,經(jīng)過(guò)一片或一組凹透鏡形式的目鏡成像。1609年由意大利科學(xué)家G·伽利略所發(fā)明。這種望遠鏡的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單,能直接成正像,但視場(chǎng)較小。自從開(kāi)普勒望遠鏡發(fā)明之后,此種結構已不被專(zhuān)業(yè)級的望遠鏡采用,而多被玩具級的望遠鏡采用,所以又被稱(chēng)做觀(guān)劇鏡。
(2)開(kāi)普勒式望遠鏡
原理由兩個(gè)或兩組凸透鏡構成。物鏡組為凸透鏡形式,目鏡組也是
凸透鏡形式。最早由德國科學(xué)家開(kāi)普勒(Johannes Kepler)于1611年發(fā)明的。由于這種望遠鏡的物鏡與目鏡之間有一個(gè)實(shí)像,可方便的安裝分劃板,而且視場(chǎng)可以設計的較大,并且各種性能優(yōu)良,所以目前軍用望遠鏡、小型天文望遠鏡等專(zhuān)業(yè)級的望遠鏡都采用此種結構。但這種結構成像是倒立的。為了成正立的像,采用這種設計的某些折射式望遠鏡,特別是多數雙筒望遠鏡在光路中增加了正像棱鏡系統。
正像系統分為兩類(lèi):棱鏡正像系統和透鏡正像系統。我們常見(jiàn)的前寬后
窄的典型雙筒望遠鏡就是采用了雙直角棱鏡正像系統。這種系統的優(yōu)點(diǎn)是在正像的同時(shí)將光軸兩次折疊,從而大大減小了望遠鏡的體積和重量。透鏡正像系統采用一組復雜的透鏡來(lái)將像倒轉,成本較高,但俄羅斯20×50三節伸縮古典型單筒望遠鏡采用設計精良的透鏡正像系統。幾乎所有的折射式天文望遠鏡的光學(xué)系統為開(kāi)普勒式。
2、反射式望遠鏡
反射望遠鏡的物鏡是反射鏡,為了消除像差,一般制成拋物面鏡或拋物面鏡加雙曲面鏡組成卡賽格林系統。在這種系統中,天體的光線(xiàn)只受到反身。目前反射望遠鏡在天文觀(guān)測中的應用已十分廣泛,由于鏡面材料在光學(xué)性能上沒(méi)有特殊的要求,且沒(méi)有色差問(wèn)題,因此,它與折射系統相比,可以使用大口徑材料,也可以使用多鏡面拼鑲技術(shù)等;而鏡面在鍍膜后,可獲得從紫外到紅外波段良好的反射率;因此適合于進(jìn)行恒星物理方面的工作(恒星的測光與分光),目前設計和建造的大口徑望遠鏡都是采用的反射系統,遺憾的是反射望遠鏡的反射鏡面需要定期鍍膜,故它在科普望遠鏡中的應用受到了限制。
反射望遠鏡由于工作焦點(diǎn)的不同又分為牛頓系統和R-C系統(如我國最大的2.16米望遠鏡)、折軸系統等。一般說(shuō)來(lái),對天文普及工作,特別是對觀(guān)測經(jīng)驗不足的愛(ài)好者來(lái)說(shuō),牛頓式反射望遠鏡使用起來(lái)不太方便,其物鏡又需要經(jīng)常鍍膜,維護起來(lái)也麻煩,多為大型座鏡采用。
3、折反射望遠鏡
顧名思義是將折射系統與反射系統相結合的一種光學(xué)系統,它的物鏡既包含透鏡又包含反射鏡,天體的光線(xiàn)要同時(shí)受到折射與反射。這種系統的特點(diǎn)是便于校正軸外像差。以球面鏡為基礎,加入適當的折射元件,用以校正球差,得以取得良好的光學(xué)質(zhì)量。
這類(lèi)望遠鏡又分為施密特系統、馬克蘇托夫系統和施密特—卡塞格林系統等。應用最廣泛的有施密物望遠鏡(美國Made 12 “LX200SC),施密特—卡塞格林系統(南京天儀中心的KP300S),馬克蘇托夫與馬克蘇托夫—卡塞格林望遠鏡(南京御夫天文教科儀器廠(chǎng)生產(chǎn)的¢160mm等系列)四種類(lèi)型。由于折反射望遠鏡具有視場(chǎng)大、光力強等特點(diǎn),適合于觀(guān)測延伸(彗星、星系、彌散星云等)天體,并可進(jìn)行巡天觀(guān)測,較適合天文愛(ài)好者使用。折反射望遠鏡是由透鏡和反射鏡組成。天體的光線(xiàn)要受到折射和反射。這類(lèi)望遠鏡具有光力強,視場(chǎng)大和能消除幾種主要像差的優(yōu)點(diǎn)。