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天文望远镜实操手册
2014-05-06 00:00   审核人:

实验室天文望远镜实操手册

一、了解天文望远镜的光学系统

天文望远镜有折射式天文望远镜、反射式天文望远镜和折反射式天文望远镜

1以透镜作为物镜的,称为折射望远镜.分为两种类型:由凹透镜作目镜的称伽利略望远镜 ;由凸透镜作目镜的称开普勒望远镜 。因单透镜物镜色差和球差都相当严重,现代的折射望远镜常用两块或两块以上的透镜组作物镜。其中以双透镜物镜应用最普遍。折射望远镜用透镜系统聚光。当光通过它们,它们共同工作把光聚焦在望远镜筒另一端。在这一点,不管望远镜指向哪里都会成像。(博冠β系列折射102/700)

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折射望远镜的光学系统

2、用反射镜作为物镜的,称为反射望远镜.反射镜天文望远镜的优点是没有色差,但是,反射镜的彗差像散较大,使得视野边缘像质变差。常用的反射镜有牛顿式卡塞格林式两种。前者光学系统简单、价格便宜,球面反射镜在后端,目镜在前端侧面;后者光学系统的主、副镜为非球面,主镜和目镜都在后面,成像质量较好,价格也较贵。一般说来,对天文普及工作,特别是对观测经验不足的爱好者来说,牛顿式反射望远镜使用起来不太方便,其物镜又需经常镀膜,维护起来也麻烦 。(了解,此系列实验室没有)

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反射望远镜的光学系统

3既包含透镜,又有反射镜的称为折反射望远镜。折反射天文望远镜镜兼顾了折射镜天文望远镜和反射镜天文望远镜的优点:视野大、像质好、镜筒短、携带方便。与等焦距和同等口径的折射望远镜相比,价格还不及三分之一。折反射镜有施密特—卡塞格林式我们一般简称施卡和马克苏托夫—卡塞格林式,我们一般简称马卡。(以实验室BOSMA博冠天文望远镜马卡折反射系列150/1800为例

主镜口径(mm)

焦距(mm)

焦比

分辨率

极限星等(")

相对口径

放大倍数

150

1800

12.0

0.77

12.8

b8832d7a9a6747eaa947dc25f7e8e555#	#嵌入式对象3 折反射天文望远镜的光学系统

注:

色差就是观测目标的边缘镶上紫色或者蓝色的边儿。

彗差是星点不成点状,而呈现彗星状,有个小尾巴拖着。

二、了解望远镜的几个基本光学参数(以博冠β系列折射102/700为例)

主镜口径(mm)

焦距(mm)

目镜

焦距(mm)

焦比

分辨率('')

极限星等

相对口径

放大倍数

102

700

10/25

7.0

1.16

11.9

0.145

70/28

口径(D)指物镜的有效直径,就是指望远镜入射光瞳直径。望远镜的口径愈大,聚光本领就愈强,就愈能观测到更暗测的天体,反映了望远镜观测天体的能力。口径是决定望远镜性能的第一标准,口径越大越好,决定进光量,决定分辨率。

焦距(F)望远镜的焦距主要是指物镜的焦距,物镜焦距是天体摄影时底片比例尺的主要标志,对于同一个天体,焦距越长,天体在焦平面上的成的像就越大

相对口径(A):望远镜口径D与焦距F之比,即A=D/F

放大倍数.望远镜放大倍数=物镜的焦距/目镜的焦距.观测时,绝对不是以最大倍率为最佳,而应以观测目标最清晰为准。

焦比焦距除以口径所得就是焦比。

分辨率(W):指能分辨开的两个点在焦距范围内的张角,理论上天文望远镜的分辨率W=140/D

极限星等(MB):在晴朗无月的夜间,用天文望远镜能观察到的天顶附近最暗的星星的亮度等级,MB=6.9=5lgD

视场:能够被望远镜良好成像的区域所对应的天空角直径称望远镜的视场。望远镜的视场与望远镜的放大倍率成反比,放大倍率越大,视场就越小

三、认识天文望远镜的结构及各部分的功能(重点)

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博冠β系列折射102/700结构图

1、主镜由物镜、调焦系统目镜组成,镜筒上的标注102/700表示:望远镜口径为102mm,物镜焦距为700mm。

望远镜物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,天文望远镜的物镜口径做得较大,是为了观测到更暗的星。

目镜是单独的个体,是决定放大倍率的物品。天文望远镜的目镜主要有两个作用:(1)将物镜所成的像再放大(2)使出射光束为平行光,使观测者观测起来舒适省力。实验室有10mm和25mm两种,数值较小的放大倍数更大。

调焦系统是调节清晰度的设备。(注意调焦的时候要拧开增倍镜上的螺丝,然后转动位于聚焦筒下方的聚焦旋钮,防止调焦时出现调焦齿轮的磨损)

2寻星镜是一件重要的附件,它的作用是寻找目标。一般的望远镜视野为1度,而寻星镜则可以达到6-10度,所以大视场的寻星镜比主镜更容易寻找目标。我们从寻星镜的目镜看,能够看见视野中有一个十字丝,这就是定位的装置,怎么使用下面会讲到。寻星镜还有一个装备就是有三个螺丝,这是为了调节寻星镜的指向所用,下面会讲到。

3、天顶镜:这一个可以将光线折射到光路上的棱镜,能够纠正图像使其产生上下正立图像9左右相反)。而且可以左右翻转,更见便于陆地观测。

四、望远镜的安装

1安装三脚架

(1)安装三脚架竖起三角架,把三脚架的腿拉开,直到每条腿都完全展开。

(2)然后轻轻按下中间的支撑架,然后把三脚架附件盘安装到支撑架上,轻轻按下转动附件盘直到旋紧。

(3)将三脚架每条腿底部的锁旋钮打开,然后将腿拉伸到你想要的高度,在将旋钮锁好。

三脚架安装完毕。三脚架在最低高度时最稳固。

(注意,在拉伸脚架的时候不要太过用力,避免脚架变形)

2、安装赤道仪(为了避免多次拆装对仪器的精确度造成影响,此部分已是安装好的,不是实操的内容)

(1)将座架插到三脚架顶中间的孔内,直到其充分接触且能够稳定的将其拉住。

(2)将你的另一只手伸到三脚架的下边,转动螺丝按钮,将其穿到座架的底部,直到将其拧紧。

(3)拧紧座架上的黑色环形按钮,使赤道仪固定在三脚架顶上。

3、安装平衡杆和平衡重锤

(1)按照逆时针方向旋转,将平衡重锤安全螺丝从平衡杆上取下来。

(2)调整座架上午朝向,使平衡杆指向地面

(3)将每个平衡重锤的制动旋转钮松开,使螺丝纹平衡重锤的过程中不伸到平衡重锤的的中心孔来。

(4)将平衡重锤旋进平衡杆调到中间位置

(5)将安全螺丝拧回原位。

4、安装微调杆

(1)找出两个的带有旋钮的螺杆。

将其中一根螺杆接到赤经杆的孔上, 拧紧赤经杆上的螺丝。(3)赤纬微调杆的安装方式同上。

5.安装望远镜镜筒

(1)先拧紧赤经和赤纬旋钮,然后拧紧纬度调整螺丝,确保在安装望远镜光学镜筒的过程中,架座不会突然发生移动。

(1)将镜筒杯固定在赤道仪上

(2)松开镜筒杯上的固定螺栓,一个同学小心地扶住光学镜筒放入镜筒杯中,另一个同学拧紧固定螺栓。

6、安装天顶镜和目镜

(1)拧开目镜适配器上的两个螺钉使其不深入到聚焦筒中。

(2)将天顶镜的铬合金筒插进聚焦筒拧紧翼形螺钉

(3)松开天顶镜上的螺丝将目镜安装进去在拧紧螺丝

7、安装寻星镜

(1)拧开寻星镜镜筒杯上的螺丝,将寻星镜放在寻星镜镜筒杯上,并旋入固定螺丝,注意寻星镜的指向方向)

五、望远镜的操作

1调整平衡锤和镜筒的重量平衡。

调整天文望远镜的平衡。调整平衡是为了消除基架的过度的压力,否则有可能损坏基架,此外合理的平衡性对精密跟踪也很重要

调节基架平衡,松开赤经锁紧旋钮,将天文望远镜放在基架一侧,平衡锤手柄会平行地伸向基架另一侧,不用上紧赤经锁紧旋纽。

松开赤纬锁紧旋纽时,天文望远镜仍应在倾斜轴上保持平衡,以防止任何突然位移,为使天文望远在赤纬上保持平衡,松开赤经锁紧旋钮,同时另一只手扶住天文望远镜镜筒,天文望远镜会绕着倾斜轴旋转。轻轻松开镜筒压圈螺钉,在压圈中前后滑动天文望远镜,直至松开赤纬锁紧旋纽后仍静止不动,重新上紧镜筒压圈螺钉。通俗一点说法这种调整类似我们平时用的天秤称,移动平衡锤的位置,只到天文望远镜主镜筒与平衡锤平衡,不会倾于任何一端即可。

2、调整寻星镜光轴和主镜的光轴平行。(本次教学的重点)

为了能迅速地搜寻到待观测的天体,常常在主镜旁附设一个小型天文望远镜,它就是寻星镜。寻星镜一股都采用折射式的天文望远镜。它的光轴与主镜光轴平行,这样才能保持与主镜的目标一致。 调整寻星镜光轴和主镜的光轴平行步骤如下:

1、在白天,首先把主镜筒对准一个明显的目标。先用数字大些的的目镜(也就是倍数低的25mm目镜),装上。把镜筒先大致对准远处(起码得200远)的一个物体,调焦,直到清晰。

2、然后小心调整寻星镜上的三个螺丝,把刚才在主镜里看到的物体调到寻星镜的十字架中心。

3、更换倍率更高的目镜(也就是焦距小的目镜),重复上述的步骤。在调试时要使你主镜里的物体在高倍时始终把物体控制在寻星镜里的十字架中心。这样,到了晚上,你就可以先把要看的星体先调到寻星镜十字架中心,然后转动主镜调焦轮,就可以再主镜里看到目标了。寻星镜一经调准,轻易不要动它。

在使用寻星镜之前,必须把望远镜的光轴与寻星镜的光轴进行校正,这样可以保证寻星镜所对准的位置是望远镜所看到的位置。晚上观星时,出现望远镜的光轴与寻星镜的光轴不一致时, 调校方法如下:

1、先利用低倍目镜,把主镜随便对准天上一明亮的星点。

2、再利用高倍目镜,把星点调整到视场中心。

3、利用寻星镜座驾上的支撑寻星镜的螺丝(2-6颗),把寻星镜的视场修正,直至寻星镜内的十字线对准望远镜所看到的星点。

4、回头看主镜,看星点是否依然在视场中心内,如果是则已校正完毕,否则重复以上步骤

到了晚上大家用天文望远镜来观测天体,可能遇到的问题,怎么通过天文望远镜什么也看不到,漆黑一片的。因为天文望远镜具有高倍的特性,倍数和视场(可观察到的范围)是反比关系,由于存在着高倍小视场的关系,望远镜看不见目标不要着急,

1)保护盖全部打开了吗?

2)安装上最低倍(最长焦距)的目镜了吗?(数字越大倍数越低)

3)找到目标了吗?(这是最重要的环节)

4)仔细调焦了吗?(调焦的时候一定要慢慢的,仔细的调焦)

解决了以上4个问题,同时不要隔着玻璃窗观察.应该可以正常观察了。

找到目标是望远镜观察的先决条件,只有目标进入望远镜,才能观察到,由于天文望远镜倍数比较高,视场范围比较小,找目标要由近到远,由大到小,同时要学会使用寻星镜快速寻找目标,这需要自己多加练习。

4、确定目标物

5、调焦观测

折射望远镜调焦时,仅需转动位于目镜支架下方的调焦螺旋。(记住在调焦之前要先拧开聚焦筒上的螺丝)

六、天文望远镜使用注意事项

1、避免撞击、跌落或剧烈震动,防止损坏内部光学制作。

2、切勿在光学镜片上留下手指印,否则指印会腐蚀光学镜片而留下永久性痕迹。

3、切勿使用天文望远镜直接观测太阳等强光源,否则将导致眼睛永久性失眠。

4、镜头是望远镜最重要也是最容易损坏的部分,为确保其精确度和性能,不要随意拆卸镜头。当发现,镜头上有灰尘时,也不要随意擦拭,更不要用嘴吹。用专门的吹气球和脱脂棉布清洁。

5、在使用调焦旋钮进行调焦时,请务必先将聚焦筒上的螺丝拧开,避免因强力转动造成调焦齿轮磨损。

6、在拉伸三脚架时要注意力量适度,避免因过力造成三脚架变形。

7、切勿将光学镜放在太阳直射的地方,以免发生火灾,同时由于该型号望远镜不带防水功能,所以避免将其暴露在雨中或湿度较大的环境中使用。

8、观测完毕要检查是否把所有保护盖改好。

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