伽利略望遠鏡設計原理(編輯修改稿)
2024-09-01 02:19 本頁面
【文章內容簡介】 物面時，還可消去球差。但為了減小其它像差的影響，可用視場較小。(施密特望遠鏡，馬克蘇托夫望遠鏡) 在球面反射鏡的基礎上，再加入用于校正像差的折射元件，可以避免困難的大型非球面加工，又能獲得良好的像質量。比較著名的有[施密特望遠鏡] 它在球面反射鏡的球心位置處放置一施密特校正板。它是一個面是平面，另一個面是輕度變形的非球面，使光束的中心部分略有會聚，而外圍部分略有發(fā)散，正好矯正球差和彗差。還有一種馬克蘇托夫望遠鏡第三章 伽利略望遠鏡工作原理及發(fā)展簡史 物鏡是會聚透鏡而目鏡是發(fā)散透鏡的望遠鏡。光線經過物鏡折射所成的實像在目鏡的后方（靠近人目的后方）焦點上，這像對目鏡是一個虛像，因此經它折射后成一放大的正立虛像。伽利略望遠鏡的放大率等于物鏡焦距與目鏡焦距的比值。其優(yōu)點是鏡筒短而能成正像，但它的視野比較小。把兩個放大倍數(shù)不高的伽利略望遠鏡并列一起、中間用一個螺栓鈕可以同時調節(jié)其清晰程度的裝置，稱為“觀劇鏡”；因攜帶方便，常用以觀看表演等。伽利略發(fā)明的望遠鏡在人類認識自然的歷史中占有重要地位。它由一個凹透鏡（目鏡）和一個凸透鏡（物鏡）構成。其優(yōu)點是結構簡單，能直接成正像。 伽利略望遠鏡的工作原理圖 你可以用很低的費用制作一架伽利略式望遠鏡。從文化用品商店買一塊直徑、焦距大一些的眼鏡片作為物鏡和一塊焦距、直徑較小的透鏡作為目鏡。用膠水和小槽把兩塊鏡片裝在硬紙筒內，再做一個簡單的臺座，于是一架能夠看到月亮上的群山、銀河中的繁星和木星的衛(wèi)星的望遠鏡便制成了。想想看，伽利略就是用這人發(fā)現(xiàn)的。但是切記，不要通過望遠鏡直接觀察太陽，以免高溫灼傷眼睛！伽利略的折射望遠鏡有一個令人討厭的缺點，就是在明亮物體周圍產生“假色”?！凹偕碑a生的癥結在于通常所謂的“白光”根本不是白顏色的光，而是由組成彩虹的從紅到紫的所有色光混合而成的。當光束進入物鏡并被折射時，各種色光的折射程度不同，因此成像的焦點也不同，模糊就產生了。1609年5月，正在威尼斯作學術訪問的伽利略偶然間聽到一則消息：荷蘭有人發(fā)明了一種能望見遠景的“幻鏡”，這使他怦然心動，他很快找了個借口匆匆結束行程，不到3個月的時間，這位45歲的教授已經仿造出了兩架儀器， 伽利略 手繪的月面圖8月，他首先用它觀察了月球。不想，人們眼中的那個千嬌百媚、美輪美奐的銀盤，在他的望遠鏡中卻成了一張千瘡百孔、丑陋不堪的“大麻臉”！于是他把那些四周邊緣高聳突出的圓狀命名為“環(huán)形山”，而管較平坦的暗黑區(qū)域稱之為“?！?。更重要的是，他由此知道，月球并非是上帝創(chuàng)造的尤物，天堂中的東西也不一定是盡善盡美的，他相信月球和地球一樣，是個有著實地的世界，說不定，在那些山洞內還可能棲息著神秘的“月球人”呢。接著，伽利略又把目標指向了燦爛的星星，盡管在望遠鏡內“星星還是那個星星”，但明顯地變得更加明亮了，而且還出現(xiàn)了眾多原先肉眼無法見到的小星，由此他也成為世界上最早識破漫漫銀河奧秘的人——這不是“牛奶路”，而是無數(shù)星體交織在一起的光輝！這一切也使他相信，哥白尼所說的“恒星離我們極其遙遠”可能是句至理名言，不然為什么望遠鏡無法把它們放大呢。 隨后，伽利略將他的發(fā)現(xiàn)寫成24頁的《星座信使》(Sidereus Nuncius)，并公之于眾，但當時并未被迅速接受，因為當時望遠鏡的原理尚未明確，伽利略也無法詳細說明自己的科研成果。一部分學者和教會人士認為望遠鏡里的景象不過是光影上的幻覺，是望遠鏡的瑕疵造成的。到了1611年，德國天文學家開普勒出版了《天文光學》，闡述了望遠鏡的原理，“幻覺說”才漸漸消失。第四章 望遠鏡的主要特性分析 望遠鏡外形尺寸設計 首先介紹一下目視光學系統(tǒng)中一些機構及放大率的表達式：:限制物空間多大范圍能被成像。一般設在實象平面或中間實象平面上。:限制軸外成像光束的寬度。:孔徑光闌經它前面的光學系統(tǒng)在物空間所成的像。:孔徑光闌經它后面的光學系統(tǒng)在像空間所成的像。:視場光闌經它前面的光學系統(tǒng)在所成的像。: 視場光闌被其后面的光學系統(tǒng)在所成的像。： （1）： （2）： （3）： （4）然后設計一個開普勒式望遠鏡，其主要要求如下： L=315mm。 首先確定設計需要的參數(shù),主要有：目鏡視場角，望遠鏡分辨率，入瞳直徑，出瞳直徑，物鏡與目鏡的焦距，視場光闌直徑，目鏡口徑，出瞳距離和目鏡視度調節(jié)量。開普勒（Kepler Telescope）望遠鏡光路示意圖計算中可以用到的公式如下：，則： (5)： (6)： (7)則可以計算出開普勒望遠鏡的一些主要參數(shù)，如下：：由 得 ：:根據(jù)視放大率得 ：：由 得 ： ： ： ：設調節(jié)5屈光度，則： 由以上的參數(shù)我們就可以設計一個簡單的望遠鏡，由光路圖我們還可以看出開普勒望遠鏡由兩個凸透鏡構成。由于兩者之間有一個實像，可方便的安裝分劃板，并且各種性能優(yōu)良。但這種結構成像是倒立的，所以要在中間增加轉像系統(tǒng)。第五章 物鏡和目鏡的選擇 . 物鏡的選擇物鏡的光學待性主要有三個：相對孔徑D／f’物, 和視場2w。 焦距f‘物、 。(1)：相對孔徑: 根據(jù)公式(3—l o)Γ=γ=1/β=D/D’ (310) 在望遠鏡的光學性能中，對儀器的出瞳直徑和視放大率提出了一定要求。根據(jù)上式即可求得入瞳
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