牛顿望远镜.doc

1、牛 顿 望 远 镜 - 原 理1670 年 ， 英 国 数 学 家 、 物 理 学 家 牛 顿 制 成 了 他 的 反 射 望 远 镜 。 它 原 理 是使 用 一 个 弯 曲 的 镜 面 将 光 线 反 射 到 一 个 焦 点 上 。 这 种 设 计 方 法 比 使 用 透 镜将 物 体 放 大 的 倍 数 高 出 数 倍 。 牛 顿 在 经 过 多 次 研 制 非 球 面 的 透 镜 都 不 成 功 后 ， 才 决 定 用 球 面 反 射 镜 作为 望 远 镜 主 镜 。 他 把 2.5 厘 米 直 径 的 金 属 磨 制 成 一 个 凹 面 反 射 镜 ， 并 在 主镜 的 焦 点 前

2、放 了 一 个 与 主 镜 成 45 度 角 的 反 射 镜 ， 使 经 主 镜 反 射 后 的 会 聚 光经 反 射 镜 后 以 90 度 角 反 射 出 镜 筒 后 到 达 目 镜 。 现 在 所 有 的 巨 型 望 远 镜 大 多属 于 反 射 望 远 镜 ， 牛 顿 望 远 镜 为 反 射 望 远 镜 的 发 展 辅 平 了 道 路 。 牛 顿 反 射 望 远 镜 采 用 抛 物 面 镜 作 为 主 镜 ， 光 进 入 镜 筒 的 底 端 ， 然 后 折 回 开 口 处 的 第 二 反 射 镜 （ 平 面 的 对 角 反 射 镜 ） ， 再 次 改 变 方 向 进 入 目 镜 焦 平面

3、 。 目 镜 为 便 于 观 察 ， 被 安 置 靠 近 望 远 镜 镜 筒 顶 部 的 侧 方 。 牛 顿 反 射 望 远 镜用 平 面 镜 替 换 昂 贵 笨 重 的 透 镜 收 集 和 聚 焦 光 线 ， 从 而 使 您 的 每 一 分 钱 提 供更 加 多 的 光 线 会 集 的 力 量 。 牛 顿 反 射 望 远 镜 系 统 使 您 能 拥 有 焦 距 长 达 1000mm 而 仍 然 相 对 地 紧 凑 和便 携 的 望 远 镜 。 因 为 主 镜 被 暴 露 在 空 气 和 尘 土 中 ， 牛 顿 反 射 器 望 远 镜 要 求 更多 维 护 与 保 养 。 然 而 ， 这 个

4、小 缺 点 不 阻 碍 这 个 类 型 望 远 镜 的 大 众 化 ， 对 于 那些 想 要 一 台 价 格 经 济 ， 但 仍 然 可 以 解 决 观 测 微 弱 ， 遥 远 的 目 标 的 用 户 来 说 ，牛 顿 反 射 望 远 镜 是 一 个 理 想 的 选 择 。 由 于 光 学 系 统 的 原 理 ， 牛 顿 望 远 镜 的 成 像 是 一 个 倒 像 ， 倒 像 并 不 影 响天 文 观 测 ， 因 此 牛 顿 反 射 望 远 镜 是 天 文 学 使 用 的 最 佳 选 择 。 通 过 正 像 镜 等附 加 镜 头 ， 可 以 将 图 像 校 正 过 来 ， 但 会 降 低 成

5、像 质 量 。 牛 顿 望 远 镜 的 光 学 设 计 结 合 了 施 密 特 摄 星 仪 和 牛 顿 式 反 射 望 远 镜 的 元 素 。这 个 系 统 将 牛 顿 式 反 射 望 远 镜 的 抛 物 面 镜 换 成 球 面 镜 ， 因 而 产 生 了 球 面 像 差 。但 就 像 施 密 特 -卡 塞 格 林 望 远 镜 一 样 ， 使 用 施 密 特 修 正 板 予 以 修 正 。 次 镜 则承 袭 牛 顿 式 反 射 望 远 镜 采 用 椭 圆 形 的 平 面 斜 镜 。 牛 顿 望 远 镜 - 优 缺 点一 、 牛 顿 望 远 镜 的 优 点 ：1、 和 折 射 望 远 镜 相 比

6、 ， 同 样 口 径 成 本 最 低 ， 因 为 大 口 径 的 反 射 镜 比 透镜 的 生 产 成 本 低 很 牛 顿 望 远 镜多 。 2、 紧 凑 合 理 ， 便 携 性 好 ， 焦 距 可 达 1000mm 以 上 。 3、 由 于 焦 比 普 遍 较 短 (f/4 到 f/8)， 更 容 易 的 获 得 较 大 的 视 野 ， 具 有 较好 的 微 弱 深 空 天 体 观 测 性 能 ， 例 如 遥 远 的 星 系 、 星 云 和 星 团 (但 不 是 很 方 便 ，难 度 大 于 折 反 望 远 镜 )。 4、 长 焦 距 的 牛 顿 式 望 远 镜 可 以 获 得 卓 越 的

7、行 星 外 观 ， 具 有 较 好 的 月 球和 行 星 的 观 测 性 能 。 5、 由 于 采 用 反 射 镜 作 为 主 镜 ， 无 色 差 。 6、 由 于 光 线 无 须 穿 透 物 镜 （ 它 只 从 镜 子 的 表 面 反 射 ） ， 所 以 不 需 要 特别 的 玻 璃 材 料 ， 只 需 要 能 掌 握 住 正 确 的 反 射 面 形 状 ， 且 只 需 要 处 理 一 个 表 面（ 折 射 镜 通 常 需 要 处 理 四 个 表 面 ） ， 因 此 非 常 适 合 非 专 业 人 士 自 制 DIY。 7、 目 镜 的 位 置 在 望 远 镜 统 前 端 ， 与 短 焦 比

8、 结 合 可 以 使 用 短 而 紧 凑 的 架台 系 统 ， 减 少 费 用 和 增 加 便 利 性 。 二 、 牛 顿 望 远 镜 的 缺 点 ：1、 一 般 不 适 合 地 面 应 用 。 2、 容 易 产 生 彗 形 像 差 ， 造 成 影 样 偏 离 轴 心 扩 散 的 变 形 现 象 。 这 种 扩 散在 光 轴 上 为 零 ， 随 着 镜 子 的 视 域 呈 线 性 的 增 加 ， 也 与 焦 距 除 以 口 径 的 商（ 焦 比 ） 的 平 方 反 比 来 扩 散 。 通 常 在 焦 比 大 于 f/6 的 系 统 ， 彗 形 像 差 已 经 可 以 忽 略 掉 ， 不 会 影

9、 响 目 视或 摄 影 的 结 果 。 焦 比 小 于 f/4 的 系 统 ， 虽 然 不 能 忽 视 彗 形 像 差 ， 但 可 以 借 由 广 视 野 和 低倍 率 成 像 来 避 免 。 透 镜 也 可 以 用 在 修 正 牛 顿 主 镜 的 彗 形 像 差 上 ， 让 影 像 恢 复 原 有 的 明 锐（ 所 谓 的 “施 密 特 -牛 顿 式 ”） 。 3、 由 于 第 二 反 射 镜 在 光 路 的 中 间 ， 会 遮 蔽 掉 部 分 的 光 线 ， 支 撑 结 构 还会 造 成 衍 射 形 成 所 谓 的 “蜘 蛛 网 ”， 并 且 降 低 对 比 （ 相 对 折 射 望 远 镜

10、 略 有 光线 损 失 ） 。 使 用 二 或 三 支 脚 的 支 撑 可 以 减 少 视 觉 上 的 “蜘 蛛 网 ”。 减 少 衍射 的 肩 峰 值 强 度 更 可 以 以 四 的 因 次 有 效 的 增 强 对 比 ， 但 圆 形 的 “蜘 蛛 网 ”通 常 是 因 支 撑 不 稳 ， 而 由 风 造 成 摆 动 形 成 的 惩 罚 。 虽 然 四 只 脚 的 支 撑 能 比 三只 脚 更 有 效 的 消 除 “蜘 蛛 网 ”， 但 三 支 脚 造 成 的 “蜘 蛛 网 ”会 给 人 一 种 审美 上 的 良 好 观 感 。 4、 牛 顿 反 射 望 远 镜 的 校 准 是 个 问 题 。 主 镜 和 次 镜 的 准 直 性 会 因 为 运 输和 操 作 时 的 震 动 而 偏 离 ， 这 意 味 着 望 远 镜 可 能 在 每 次 使 用 前 都 需 要 校 准 。