星期一, 1月 09, 2006

[星空觀測]天文望遠鏡


基本架構與考量

望遠鏡主要是由主鏡、尋星鏡與赤道儀或經緯儀所構成的, 另可外加導星鏡、照相機、CCD與電腦系統等週邊設備。

天文望遠鏡的分類:

折射式

在二十世紀前非常風行。Yerkes天文台﹙美國芝加哥大學﹚的40 英寸折射鏡 為此類之最大者。色像 差(chromatic aberration)為折射式望遠鏡最難以克服的問題 。此外,磨製大口徑且高精度的鏡片不易,建價昂 貴,鏡片沈重,易變形,也都是其致命的缺點。

反射式

反射鏡為拋物線狀,以克服 球面像 差(spherical aberration) 。
依反射式望遠鏡的分 類聚焦的型式可分為:

主鏡式(Prime focus)
最大型的望遠鏡常採用的聚焦形式。用以觀測 很暗的星體,但觀測者須在主焦聚觀測,使用上 較不方便。

牛頓式(Newtonian focus)
大型與小型望遠皆採用的聚焦方式。聚焦點在 側面,便於觀測使用。

蓋塞革林式(Cassegrain focus)
大型與小型望遠皆採用的聚焦方式。聚焦點在 後面,便於觀測使用。

庫得式(Coude focus)
將光程改變送至實驗室,直接以儀器記錄、分 析(例如光譜儀)。

史密特式(Schmidt focus)
為一廣角鏡,主要用於全天星野照像觀測。

史密特─蓋塞革林式(Schimidt-Cassegrain telescope)
為史密特式及蓋塞革林式的組成型式,是市面 上之小口徑天文望遠鏡最常採用的形式。

選擇天文望遠鏡的考量

聚光能力(light gathering power)

與望遠鏡的口徑的平方成正比,也就是望遠鏡的口徑愈大, 望遠鏡的聚光能力愈強。
例:人眼瞳孔的直徑約為0.8 cm,一台24cm口徑的望 遠鏡為人眼聚光能力的900倍。

解析能力 (resolving power)

可解析角度與望遠鏡的口徑的成反比,也就是望遠鏡的口徑愈大, 可解析角度愈小,解析能力愈強。
可解析角度(resolution_angle, 秒角):α= 1.22 λ/D。
放大能力(magnification):M
M = Fo/Fe
放大率為物鏡焦長與目鏡焦長比。但對天文遠鏡而言,進入鏡 筒的資訊﹙光﹚為定值,放大影像,徒然將資訊分 散在較大的範圍,常無實值的助益,故不是購置天 文望遠鏡的主要考量。以更換不同焦長的目鏡,來 改變影像的放大率。
* 買望遠鏡的要訣是口徑愈大愈好。

望遠鏡的限制

光害─由人類文明所造成的。
大氣消光─星光與大氣中的氣體分子散射,造成星光亮度的減少。 大氣層吸收各種波長的電磁波,使之變暗。在地面上可觀測的波長範 圍只有可見光與部分的無線電波段。
視像度(seeing,視寧度)─大氣擾動造成星光閃爍的程度。 
像差─望遠鏡本身所受的限制:
(1)色像差(2)球面像差(3)彗形像差(4)十字像差。

望遠鏡的保養

望遠鏡需置於乾燥的環境下,避免主鏡長霉,並避免用手觸摸; 萬一主鏡長霉,最好是送代理商維修。
目鏡需置於乾燥箱中,若目鏡了可先用氣刷將灰塵吹掉, 再用無水酒精輕輕清洗,切勿刮傷鏡面;若是長霉,最好是送代理商維修。
赤道儀在操作中,需注意配重與離合器的開關,以免傷了赤道儀的齒輪系統。
使用時,慎防小零件的遺失。

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