最新光學(xué)課程設(shè)計(jì)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-07-05 13:23本頁(yè)面
【正文】 空觀察地球時(shí)，能發(fā)現(xiàn)居住在小鎮(zhèn)上的人在夜里關(guān)掉他家的門廊1．開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡放大原理和光路圖 圖1 開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的光路圖 圖2圖1所示為開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的光路示意圖，圖中L0為物鏡，Le為目鏡。開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡更能洞悉這一情況?！ ￠_(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡通過(guò)發(fā)現(xiàn)恒星亮度周期性變暗來(lái)探測(cè)太陽(yáng)系外行星。 在開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡三年半多的任務(wù)結(jié)束之前，它將讓我們更好地了解其它類地行星在人類銀河系到底是多還是少。開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡是世界是第一個(gè)真正能發(fā)現(xiàn)類地行星的太空任務(wù)，它將發(fā)現(xiàn)宜居住區(qū)圍繞像我們太陽(yáng)似的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的行星。透鏡正像系統(tǒng)采用一組復(fù)雜的透鏡來(lái)將像倒轉(zhuǎn)，成本較高，但俄羅斯2050三節(jié)伸縮古典型單筒望遠(yuǎn)鏡既采用設(shè)計(jì)精良的透鏡正像系統(tǒng)。我們常見(jiàn)的前寬后窄的典型雙筒望遠(yuǎn)鏡既采用了雙直角棱鏡正像系統(tǒng)。但這種結(jié)構(gòu)成像是倒立的，所以要在中間增加正像系統(tǒng)。以下是開(kāi)普勒（Kepler telescrope）望遠(yuǎn)鏡光路圖： 開(kāi)普勒式原理由兩個(gè)凸透鏡構(gòu)成。為了成正立的像，采用這種設(shè)計(jì)的某些折射式望遠(yuǎn)鏡，特別是多數(shù)雙筒望遠(yuǎn)鏡[1]在光路中增加了轉(zhuǎn)像稜鏡系統(tǒng)。物鏡組也為凸透鏡形式，但目鏡組是凸透鏡形式。根據(jù)副鏡的形狀，折反射鏡又可以分為施密特結(jié)構(gòu)和馬克蘇托夫結(jié)構(gòu)，前者視場(chǎng)大，像差??；后者易于制造。主鏡是球面反射鏡，副鏡是一個(gè)透鏡，用來(lái)矯正主鏡的像差。 3，折反射望遠(yuǎn)鏡。3，能通過(guò)改變鏡面曲率補(bǔ)償大氣擾動(dòng)。1990年，美國(guó)在夏威夷建成當(dāng)時(shí)口徑最大的凱克望遠(yuǎn)鏡，該鏡采用了一些前所未有的新技術(shù)：1，主物鏡由36面六邊形薄鏡片拼和而成，厚度僅為10厘米。 反射望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)里，除了主物鏡外，還裝有一或幾個(gè)小的反射鏡，用來(lái)改變光線方向便于安裝目鏡。凹面上鍍有反光膜，通常是鋁。但是簡(jiǎn)單的開(kāi)普勒結(jié)構(gòu)所成的像是倒立的，需要在光路內(nèi)加上正像系統(tǒng)使其正過(guò)來(lái)，常見(jiàn)的正像系統(tǒng)為普羅棱鏡或屋脊棱鏡，既起到正像的作用，又使光路折回，縮短整機(jī)長(zhǎng)度。其中，伽利略結(jié)構(gòu)歷史最悠久，其目鏡為凹透鏡，能直接成正立的像，但是視場(chǎng)小，一般為民用 的2——4倍的兒童玩具采用。直到19世紀(jì)末，人們發(fā)明了由兩塊折射率不同的玻璃分別制成凸透鏡和凹透鏡，再組合起來(lái)的復(fù)合消色差物鏡，才使得這場(chǎng)長(zhǎng)度競(jìng)賽得到終止。為了減少色差，人們拼命增大物鏡的焦距，1673年，整個(gè)鏡筒被吊裝在一根30米高的桅桿上，需要多人用繩子拉著轉(zhuǎn)動(dòng)升降。 1609年，伽利略制造出第一架望遠(yuǎn)鏡，至今已有近四百年的歷史，其間經(jīng)歷了重大的飛躍，根據(jù)物鏡的種類可以分為三種： 1，折射望遠(yuǎn)鏡 折射望遠(yuǎn)鏡的物鏡由透鏡或透鏡組組成。三 望遠(yuǎn)鏡的分類廣義上的望遠(yuǎn)鏡不僅僅包括工作在可見(jiàn)光波段的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，還包括射電，紅外，紫外，X射線，甚至γ射線望遠(yuǎn)鏡。這種望遠(yuǎn)系統(tǒng)沒(méi)有專門設(shè)置孔徑光闌，物鏡框就是孔徑光闌，也是入射光瞳，出射光瞳位于目鏡像方焦點(diǎn)之外，觀察者就在此處觀察物體的成傷情況。圖9—9表示了一種常見(jiàn)的望遠(yuǎn)系統(tǒng)的光路圖。作為一般的研究，可以認(rèn)為望遠(yuǎn)鏡是由光學(xué)問(wèn)隔為零的物鏡和目鏡組成的無(wú)焦系統(tǒng)。當(dāng)用在觀測(cè)無(wú)限遠(yuǎn)物體時(shí)，物鏡的像方焦點(diǎn)和目鏡的物方焦點(diǎn)重合，光學(xué)間隔d＝o。望遠(yuǎn)鏡第二個(gè)作用是把物鏡收集到的比瞳孔直徑（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼,使觀測(cè)者能看到原來(lái)看不到的暗弱物體。又稱“千里鏡”。四 望遠(yuǎn)鏡的介紹1．望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)：望遠(yuǎn)鏡是一種利用凹透鏡和凸透鏡觀測(cè)遙遠(yuǎn)物體的光學(xué)儀器。并介紹光學(xué)設(shè)計(jì)中的PW法基本原理。光學(xué)課程設(shè)計(jì) ——望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)一 設(shè)計(jì)背景：在現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)中，以典型精密儀器透鏡、反射鏡、棱鏡等及其組合為關(guān)鍵部分的大口徑光電系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。如：天文、空間望遠(yuǎn)鏡；地基空間目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別；激光大氣傳輸、慣性約束聚變裝置等等……二 設(shè)計(jì)目的及意義（1）、熟悉光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理及方法；（2）、綜合應(yīng)用所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，對(duì)基本外形尺寸計(jì)算，主要考慮像質(zhì)或相差；（3）、了解和熟悉開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡和伽利略望遠(yuǎn)鏡的基本結(jié)構(gòu)及原理，根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)（高斯公式、牛頓公式等）對(duì)望遠(yuǎn)鏡的外型尺寸進(jìn)行基本計(jì)算；（4）、通過(guò)本次光學(xué)課程設(shè)計(jì)，認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)各種光學(xué)儀器（顯微鏡、潛望鏡等）的基本測(cè)試步驟；三 設(shè)計(jì)任務(wù)在運(yùn)用光學(xué)知識(shí)，了解望遠(yuǎn)鏡工作原理的基礎(chǔ)上，完成望遠(yuǎn)鏡的外形尺寸、物鏡組、目鏡組及轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的簡(jiǎn)易或原理設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)中存在的像差進(jìn)行分析。利用通過(guò)透鏡的光線折射或光線被凹鏡反射使之進(jìn)入小孔并會(huì)聚成像，再經(jīng)過(guò)一個(gè)放大目鏡而被看到。望遠(yuǎn)鏡的第一個(gè)作用是放大遠(yuǎn)處物體的張角，使人眼能看清角距更小的細(xì)節(jié)。2．望遠(yuǎn)鏡的一般特性望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱望遠(yuǎn)系統(tǒng)，是由物鏡和目鏡組成。當(dāng)月在觀測(cè)有限距離的物體時(shí)，兩系統(tǒng)的光學(xué)問(wèn)隔是一個(gè)不為零的小數(shù)量。這樣平行光射入望遠(yuǎn)系統(tǒng)后，仍以平行光射出。為了方便，圖中的物鏡和目鏡均用單透鏡表示。系統(tǒng)的視場(chǎng)光闌設(shè)在物鏡的像平面處，入射窗和出射窗分別位于系統(tǒng)的物方和像方的無(wú)限遠(yuǎn)處，各與物平面和像平面合。我們探討的只限于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。早期物鏡為單片結(jié)構(gòu)，色差和球差嚴(yán)重，使得觀看到的天體帶有彩色的光斑?；莞垢纱鄬⑽镧R和目鏡分開(kāi)，將物鏡吊在百尺高桿上。 折射望遠(yuǎn)鏡分為伽利略結(jié)構(gòu)和開(kāi)普勒結(jié)構(gòu)兩類。而絕大多數(shù)常見(jiàn)的望遠(yuǎn)鏡都是開(kāi)普勒結(jié)構(gòu)，其目鏡一
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