天文望遠鏡有許多種類?墒牵瑥闹谱骷夹g(shù)、經(jīng)濟條件和使用特點等方面考慮,對于業(yè)余天文愛好者比較合適的,要算是簡單小型伽利略式折射望遠鏡、簡單小型開普勒式折射望遠鏡等。我們所研究、制作的望遠鏡是開普勒氏折射望遠鏡。
pD]OT-8 TuqH*{NNy9 1.自制望遠鏡的基本光學知識
?G&ikxl -|\ZrE_h 1)光學元件的成像原理
"C3/T&F &iVs0R 開普勒氏折射望遠鏡所采用的光學元件,主要是凸透鏡。為了討論方便,首先需掌握幾條定義:
B?o7e<l[ pY$Q 頂點:鏡面的中心,叫做鏡面的頂點。
BL58] P84 (_{yB[z>` 曲率中心:球面法線的交點C,叫做鏡面的曲率中心。
=E{`^IT'R 3{(/x1a,4 曲率半徑:由鏡面曲率中心C到鏡面上的距離,叫做曲率半徑。
NW)1#]gg% j1HW._G 主平面和主點:有時為了簡化光學系統(tǒng)成像的作圖方法,在光學系統(tǒng)中另設立兩個特殊的垂直于主光軸的平面,即如果光線進入到光學系統(tǒng)內(nèi),與第一平面MN相交于距離主光軸h點M,那么,在光線從光學系統(tǒng)出來時,與第二個平面M’N’ 相交的點M’,仍然與主光軸具有的距離。這兩個平面,稱為第一主平面和第二主平面。第一主平面和主光軸的交點,稱為第一主點;第二主平面和主光軸的交點,稱為第二主點。如圖1的N和N’兩點。這樣,從主點到光學系統(tǒng)的第一、第二焦點F和F’點的距離,就是光學系統(tǒng)的第一焦距和第二焦距。對于薄透鏡來說,兩個主平面是重合的。
D7qOZlX16 %;"y+YFdv 節(jié)點:當與主光軸成一定傾角u的一組平行光束入射時,出射光束將集中交于像方焦平面上一點B’;而從光學系統(tǒng)射出的光束中,必須能夠找到一條光線P’B’,與入射的某一條光線PB平行。同時,PB和P’B’光線必定分別交于第一主平面和第二主平面上與主光軸距離相等的P點和P’點上。PB和P’B’光線與主光軸的交點K和K’,便稱為節(jié)點,如圖2。同理,凡過節(jié)點K的任何入射光線,都必定有一條與之平行的共軛出射光線通過K’點。對于兩面共軛的薄透鏡來說,如果透鏡兩面介質(zhì)相同,那么兩主點和兩節(jié)點都與透鏡中心重合。這就是透鏡的光心。故而一般作圖分析薄透鏡成像時,為了方便,可用透鏡主平面代表薄透鏡。過光心光線,射出透鏡之后,其前進的方向不變。
@AuO`I@p= {cw /!B 當一束平行于主光軸的入射光線穿過透鏡,并經(jīng)過凸透鏡折射之后,一般都會聚在第二焦點F’(實焦點)。而經(jīng)過光心O的光線,穿過透鏡后,其前進方向不變,兩條光線會聚的地方B’,便是物體成像的位置,如圖3。
EDs\,f} B48={ 在天文愛好者的望遠鏡中,用薄透鏡制作普及型小望遠鏡,既簡單,又能初步滿足天文愛好者對望遠鏡質(zhì)量的要求。因此,用薄透鏡的光學成像圖解方法,幫助解決天文望遠鏡的設計問題,是十分方便的。
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