主讲人丁崇祺老师.PPT

由天文觀測引起學生對光學的動機 折射式望遠鏡 由三個不同的人，密德堡的眼鏡製造者 漢斯．李普希和查哈里亞斯．楊森、阿克馬 的雅各．梅提斯，各自獨立發明的。 伽利略在1609年5月左右在威尼斯偶然聽 說了這個發明，就依據自己對折射作用的理解 ，改進並做出了自己的望遠鏡。 然後伽利略將他的發明細節公諸於世，並 且在全體的議會中將儀器向當時的威尼斯大公 多納托展示。伽利略也許聲稱獨立地發明了折 射望遠鏡，而沒有聽到別人也做了相同的儀器。 歷史由來 折射式望遠鏡 原理 折射式望遠鏡 種類 伽利略式望遠鏡： 用平凸透鏡作为物镜，凹透鏡作為目鏡，反射式天文望遠鏡這種光學系統稱為伽利略式望遠鏡。 開普勒式望遠鏡： 1611年，德國天文學家開普勒用兩片雙凸透鏡分別作為物鏡和目鏡，使放大倍數有了明顯的提高，以後人們將這種光學系統稱為開普勒式望遠鏡。 反射式望遠鏡 第一架反射式望遠鏡诞生于1668年。牛頓 經過多次磨制非球面的透鏡均告失败后，决定 采用球面反射镜 作为主镜。他用2.5cm直徑的 金屬，磨製成一塊凹面反射鏡，並在主鏡的焦 點前面放置了一個與主鏡成45度角的反射鏡， 使經主鏡反射後的會聚光經反射鏡以90度角反 射出鏡筒後到達目鏡。这种系统称为牛顿式反 射望遠鏡。它的球面镜雖然會產生一定的像差 ，但用反射鏡代替折射镜却是一个巨大的成功。 歷史由來 反射式望遠鏡 原理 反射式望遠鏡 種類 牛頓式望遠鏡： 是反射系統中最簡單的光學系統。為了消去球差， 主鏡一般製成拋物面。但當相對孔徑減小到1/12以下，主鏡可製作為球面。它的結構簡單，磨製比較容易，成本低廉。 格雷戈里式望遠鏡： 利用一面主鏡，一面副鏡，它們均為凹面鏡，副鏡置格雷戈里系統於主鏡的焦點之外，並在主鏡的中央留有小孔，使光線經主鏡和副鏡兩次反射後從小孔中射出，到達目鏡。 卡塞格林式望遠鏡： 結構與格雷戈里望遠鏡相似，不同的是副鏡提前到主鏡焦點之前，並為凸面鏡，這就是現在最常用的卡賽格林式反射望遠鏡。 折反射式望遠鏡 反射折射的光學系統常用在望遠鏡和照 相機使用的質輕、長焦透鏡。 通常的設計是 利用特殊形狀的透鏡來修正反射鏡的像差。反 射望遠鏡鏡系統的物鏡雖然沒有色差，但球面 反射鏡存在球面像差，而且焦距越長的球面反 射鏡對加工精度要求越高。非球面的拋物面反 射鏡雖然在光軸中心不存在像差，但在光軸以 外存在球差和彗差，而且加工難度大，成本也 高。折反射望遠鏡就是針對反射系統的這些缺點，而試圖利用透鏡折射系統的優點來補償。 歷史由來 折反射式望遠鏡 原理 折反射式望遠鏡 種類 施密特-卡塞格林式望遠鏡： 是在1931年由德國光學家施密特發明的優秀廣視野望遠鏡。在鏡筒最前端的光學元件是施密特修正板，這塊板是經過研磨接近平行的非球面薄透鏡，可以確實的改正與消除主鏡造成的球面像差。 馬克蘇托夫-卡塞格林式望遠鏡： 是在1940年由蘇聯光學家德密特利·馬克蘇托夫發明的馬克蘇托夫望遠鏡的改良型。馬克蘇托夫式的機械部分比卡塞格林式簡單，並且有封閉的鏡筒和全部都是球面鏡的光學系統。與相似的施密式最關鍵的不同的是彎月型的修正板也設計成容易磨製的球面透鏡，而不是施密特式的非球面透鏡設計。 1、天文望遠鏡倍率計算方式 2、焦比與觀察的關係 3、最大可放大幾倍來觀察星象 4、赤道儀與經緯儀的使用與差異 1、天文望遠鏡由鏡筒部、架台部和腳架部 等三大部份所組成。 2、有主鏡、尋星鏡與赤道儀或經緯儀。 3、另可外加導星鏡、照相機、CCD與電腦 系統等週邊設備。 鏡筒 收集天體的光、讓我們可以觀測天體的部份。 望遠鏡鏡筒從業餘的五公分級到天文台的數公尺級。 依其原理不同可以分成：折射式、反射式及將這二種合而為一的折反射式望遠鏡等三大種。 架台 架台上有經緯儀、赤道儀，可以在水平及垂直方向自由轉動，所以可以看到各個位置的天體。 架台上還有重錘，維持望遠鏡重量平衡。 腳架 腳架的用途是承載整組望遠鏡及赤道儀。在中小型望遠鏡中，通常是搬