在天文觀測的對象中,有的天體有視面,有的沒有可分辨的視面;有的天體光極強,有的又特微弱;有的是自己發(fā)光,有的是反射光。觀測者應(yīng)根據(jù)觀測目的,選用不同的望遠(yuǎn)鏡,或采用不同的方法進(jìn)行觀測;一般說來,普及性的天文觀測多屬于綜合性的,要考慮"一鏡多用"。選擇天文望遠(yuǎn)鏡時,一定要充分了解它的基本光學(xué)性能。評價一架望遠(yuǎn)鏡的好壞,首先要看它的光學(xué)性能,其次看它的機械性能(指向精度與跟蹤精度)是否優(yōu)良。光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能一般用下列指標(biāo)來衡量: 1.有效口徑(D)--指物鏡的有效直徑,常用D來表示; 指望遠(yuǎn)鏡的通光直徑,即望遠(yuǎn)鏡入射光瞳直徑。望遠(yuǎn)鏡的口徑愈大,聚光本領(lǐng)就愈強,愈能觀測到更暗弱的天體,它反映了望遠(yuǎn)鏡觀測天體的能力,因此,愛好者在經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下,應(yīng)選擇較大口徑的望遠(yuǎn)鏡。 2.焦距(F) 望遠(yuǎn)鏡的焦距主要是指物鏡的焦距。物鏡焦距F是天體攝影時底片比例尺的主要標(biāo)志。對于同一天體而言,焦距越長,天體在焦平面上成的像就越大。 3.相對口徑(A) 相對口徑又稱光力,它是望遠(yuǎn)鏡的有效口徑D與焦距F之比,它的倒數(shù)叫焦比(F/D)。有效口徑越大對觀測行星、彗星、星系、星云等延伸天體是非常有利的,因為它們的成像照度與望遠(yuǎn)鏡的口徑平方成正比;而流星等所謂線形天體的成像照度與相對口徑A和有效口徑D的積成正比。故此,作天體攝影時,應(yīng)注意選擇合適的有效口徑A或焦比。一般說來,折射望遠(yuǎn)鏡的相對口徑都比較小,通常在1/15~1/20,而反射望遠(yuǎn)鏡的相對口徑都比較大,通常在1/3.5~1/5。 4.視場(ω) 能夠被望遠(yuǎn)鏡良好成像的區(qū)域所對應(yīng)的天空角直徑稱望遠(yuǎn)鏡的視場。望遠(yuǎn)鏡的視場與放大率成反比,放大率越大,視場越小。不同的口徑、不同的焦距、不同的光學(xué)系統(tǒng)與質(zhì)量(像差),決定了望遠(yuǎn)鏡的視場的大小(CCD的像數(shù)尺寸有時也會約束視場的大小);一般科普用反射望遠(yuǎn)鏡的視場小于1度,而施密特望遠(yuǎn)鏡消像差比較好,故它的視場可達(dá)幾十度。 5.放大率(M)--指目視望遠(yuǎn)鏡的物理量,即角度的放大率。 目視望遠(yuǎn)鏡的放大率等于物鏡焦距與目鏡焦距之比,也等于物鏡入射光瞳與出射光瞳之比。因此,只要變換不同的目鏡就能改變望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù),但由于受物鏡分辨本領(lǐng),大氣視寧靜度及出瞳直徑不能過小等因素的影響,望遠(yuǎn)鏡的放大倍率也不是可以無限制的增大;一般情況應(yīng)控制在物鏡口徑毫米數(shù)的1-2倍(最大不要超過300倍)。不少人提到天文望遠(yuǎn)鏡時,首先考慮的就是放大倍率。其實,天文望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡不一樣,地面天文觀測的效果如何,除儀器的優(yōu)劣外,還受地球大氣的明晰度和寧靜度的影響,受觀測地的環(huán)境等諸因素的制約。而且,一架天文望遠(yuǎn)鏡有幾個不同焦距的目鏡,也就是有幾個不同的放大倍率可用。觀測時,絕不是以最大倍率為最佳,而應(yīng)以觀測目標(biāo)最清晰為準(zhǔn)。 6.分辨本領(lǐng)--指望遠(yuǎn)鏡能夠分辨出的最小角距。目視觀測時,望遠(yuǎn)鏡的分辨角=140(角秒)/D(毫米),D為物鏡的有效口徑。 望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)由望遠(yuǎn)鏡的分辨角的倒數(shù)來衡量。分辨角(δ)通常以角秒為單位,是指剛剛能被望遠(yuǎn)鏡分辯開的天球上兩發(fā)光點之間的角距,理論上根據(jù)光的衍射原理可得 δ=1.22λ/D 式中λ為入射光的波長,對于目視望遠(yuǎn)鏡而言,以人眼最敏感的波長λ=555納米來代替,并取物鏡口徑D以毫米計,則有: δ"=140/D(mm) 由于大氣視寧靜度與望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)像差等的影響,實際的分辨角要遠(yuǎn)大于此(一般介于0.5到2角秒間)。 望遠(yuǎn)鏡的分辨率愈高,愈能觀測到更暗、更多的天體,所以說,高分辨率是望遠(yuǎn)鏡最重要的性能指標(biāo)之一。 7.貫穿本領(lǐng)-指在晴朗的夜晚,望遠(yuǎn)鏡在天頂方向能看到最暗弱的恒星星等。貫穿本領(lǐng)主要和望遠(yuǎn)鏡的有效口徑有關(guān)。 在無月夜的晴朗夜空,我們?nèi)说难劬σ话憧梢钥匆?等左右的星;一架望遠(yuǎn)鏡可以看見幾等星主要是由望遠(yuǎn)鏡的口徑大小決定的,口徑愈大,看見星等也就愈高(如50毫米的望遠(yuǎn)鏡可看見10等星,500毫米的望遠(yuǎn)鏡就可看到15等的星)。 例如,南京天文儀器廣生產(chǎn)的120折反射天文望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能為:主鏡的有效口徑為120mm,焦距為1500mm,相對口徑為1/12.5,目鏡放大倍率有:37.5倍,60倍,100倍,200倍,理論分辨角為1"--2",目視極限星等為12等,視場小于10。它的尋星鏡物鏡有效口徑為35mm,焦距為175mm,放大率為7倍,視場為500。