天文望遠鏡的種類:折射式天文望遠鏡與反射式天文望遠鏡

2011-05-07

                                        天文望遠鏡的種類:折射式天文望遠鏡與反射式天文望遠鏡
　　按照光學結構的不同天文望遠鏡可分為許多不同的種類，但比較常用的是兩種：折射式天文望遠鏡（用光學透鏡做物鏡）和反射式天文望遠鏡（用曲面反光鏡做物鏡）。盡管兩者可以達到一樣的效果，但它們的光學結構是完全不同的。

　　折射式天文望遠鏡：折射式天文望遠鏡通常采用兩片或多片鍍膜透鏡組合而成的消色差物鏡。一般來講，制作大口徑（100mm以上）的組合透鏡是非常困難的，所以常見的折射式天文望遠鏡的口徑都不超過100mm。

　　反射式天文望遠鏡：反射式天文望遠鏡的物鏡是一曲面反射鏡（主鏡）。在物鏡的光路上放置了一個呈45度傾斜的小平面反光鏡（副鏡）以把物鏡反射的光線轉向鏡筒一側的目鏡。反射式天文望遠鏡相對比較容易做到大的通光口徑。這就意味著反射式天文望遠鏡可以有很強的聚光能力，可以用以觀測昏暗的深空目標，以及用以天文拍照。
折射望遠鏡是以會聚遠方物體的光而現出實象的透鏡為物鏡的望遠鏡它會使從遠方來的光折射集中在焦點,折射望遠鏡的好處就是使用方便,稍微忽略了保養也不會看不清楚,因為鏡筒內部由物鏡和目鏡封著,空氣不會流動,所以比較安定,此外,由于光軸的錯開所引起的像惡化的情形也比反射望遠鏡好,而口徑不大透鏡皆為球面,所以可以機械研磨大量生產,故價格較便宜。

　　(1)伽利略型望遠鏡

　　人類第一只望遠鏡,使用凹透鏡當目鏡,透過望遠鏡所看到的像與實際用眼睛直接看的一樣是正立像,地表觀物很方便但不能擴大視野,目前天文觀測已不再使用此型設計。

　　(2)開普勒型望遠鏡

　　使用凸透鏡當目鏡,現今所有的折射式望遠鏡皆為此型,成像上下左右巔倒,但這樣對我們天體觀測是沒有影響的,因為目鏡是凸透鏡可以把兩枚以上的透鏡放在一起成一組而擴大視野,并且能改善像差除卻色差。
反射望遠鏡不用物鏡而用叫主鏡的凹面的反射鏡。另外有一面叫做次要鏡的小鏡將主鏡所收集的光反射出鏡筒外面,由次要鏡反射出來的光像再用目鏡放大來看,反射式大的長處是由于主鏡是鏡子,光不需通過玻璃內,所以完全不會有色差,也不太會吸收紫外光或紅光,因此非常適合分光等物理觀測,雖無色差但有其它各類的像差。如將反射凹面磨成拋物線形(Parabolic),則可消除球面差。因為鏡筒不能密封,所以主鏡很易受煙塵影響,故難于保養,同時受氣溫與鏡筒內氣流的影響較大,搬運時又很易移動了主鏡與副鏡的位置,而校正光軸亦相當繁復,帶起來不甚方便。此外副鏡座的衍射作用會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,另外像的穩定度也不及折射式望遠

　　鏡。

　　目前知名反射望遠鏡的設計大致分為五種..我只列舉兩種市售一般中小型的反射望遠鏡

　　(1)牛頓式 (Newtonian)

　　一六六八年由牛頓發明設計,由拋物面的主鏡和平面次要鏡所構成,以對著光軸45度的角度將平面次要鏡裝在從主鏡反射過來的光的焦點的稍微前方(如上圖)這種結構簡單,影像反差較高,亦更多人選用,通常焦比在f4至f8之間。

　　(2)卡賽格林式或簡稱卡式 (Cassegrain)

　　利用一塊雙曲面凸鏡(Convex hyperboloid)作為副鏡,在主競焦點前將光線聚集,穿過主鏡一個圓孔而聚焦在主鏡之后。因為經過一次反射,所以鏡筒可以縮短,但視場較窄,像散較牛頓式嚴重,同時有少許場曲(Curvature of field)。
采反射和折射的長處之型式,基本上和反射一樣,也有反射式望遠鏡的缺點,為了消除偏離光軸的視野的慧星像差使用著透鏡,且主鏡為球面鏡,比反射型容易研磨..只介紹其中一種被廣泛運用的折反射望遠鏡

　　施密特卡式：

　　是1930 年由施密特(Schmidt)發明用作天文攝影。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。這樣可以得出一個闊角(可達40一50度)的視場而沒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,小可達″0.6)，因此很適宜于星野及星云攝影。
望遠鏡的光學形式與優缺點簡介 優缺點簡介 　　望遠鏡的光學形式分為折射式、反射式、折反射式等三種，望遠鏡的特性如下：,

　　折射鏡的特長----影像清晰銳利，好的鏡片幾乎無色差。

　　----使用壽命很長，但須注意不要讓鏡片發霉。

　　折射鏡的缺點----價格高昂。

　　----同樣價格買到的望遠鏡徑比反射式的小。

　　反射鏡的特長----口徑較大，影像明亮。

　　缺點----鏡面鍍膜，三至五年即需重鍍，否則星星愈看愈暗。

　　----周邊像差使星象肥大。

　　折反射鏡分為（1）純施密特（2）施密特?蓋賽林式與（3）馬克斯托夫式三種：

　　1.純施密特鏡--天文攝影專用

　　2.施密特?蓋賽林式與

　　3.馬克斯托夫式都具備反射鏡的特長，而且將像差的毛病減少了。

　　因此對行星，月面觀察有興趣的朋友，請選擇折射鏡與折反射鏡，對星云、星團有興趣的朋友，請選擇反射鏡。如果您的經濟能力許可，請盡可能地購買大口徑的望遠鏡，因望遠鏡口徑愈大，集光力也就愈強。不過也要注意品牌，因為品牌與光學品質常成正比。如Nikon、ZEISS、高橋VIXEN（折射鏡）

　　折射鏡的鏡片結構是由二片到三片所組合的消色差設計。

　　施密特鏡前方透鏡是特殊的波浪狀，這種望遠鏡只能拿來拍照攝影。 　　

　　馬克斯托夫望遠鏡，前方的修正透鏡是彎月型的。