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)-在線瀏覽
2024-08-06 13:23本頁(yè)面
【正文】 般是凸透鏡或透鏡組，由于其光路中有實(shí)象，可以安裝測(cè)距或瞄準(zhǔn)分劃板用來測(cè)量距離。 2，反射望遠(yuǎn)鏡 該類鏡最早由牛頓發(fā)明，其物鏡是凹面反射鏡，沒有色差，而且將凹面制成旋轉(zhuǎn)拋物面即可消除球差。反射望遠(yuǎn)鏡鏡筒較短，而且易于制造更大的口徑，所以現(xiàn)代大型天文望遠(yuǎn)鏡幾乎無(wú)一例外都是反射結(jié)構(gòu)。由于反射式望遠(yuǎn)鏡的入射光線僅在物鏡表面反射，所以對(duì)光學(xué)玻璃的內(nèi)部品質(zhì)比折射鏡要求低。2，有計(jì)算機(jī)控制背面直撐點(diǎn)，補(bǔ)償重力引起的形變。這些新技術(shù)的采用使得人類發(fā)射太空望遠(yuǎn)鏡的要求不再迫切。 折反射望遠(yuǎn)鏡的物鏡是由折射鏡和反射鏡組合而成。此類望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)大，光力強(qiáng)，適合觀測(cè)流星，彗星，以及巡天尋找新天體。四 開普勒望遠(yuǎn)鏡和伽利略望遠(yuǎn)鏡1. 開普勒望遠(yuǎn)鏡折射式望遠(yuǎn)鏡的一種。這種望遠(yuǎn)鏡成像是上下左右顛倒的，但視場(chǎng)可以設(shè)計(jì)的較大，最早由德國(guó)科學(xué)家開普勒（Johannes Kepler）于1611年發(fā)明。此外，幾乎所有的折射式天文望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)為開普勒式。由于兩者之間有一個(gè)實(shí)像，可方便的安裝分劃板（安裝在目鏡焦平面處），并且性能優(yōu)良，所以目前軍用望遠(yuǎn)鏡，小型天文望遠(yuǎn)鏡等專業(yè)級(jí)的望遠(yuǎn)鏡都采用此種結(jié)構(gòu)?！ ≌裣到y(tǒng)分為兩類：棱鏡正像系統(tǒng)和透鏡正像系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是在正像的同時(shí)將光軸兩次折疊，從而大大減小了望遠(yuǎn)鏡的體積和重量。開普勒式望遠(yuǎn)鏡看到的是虛像, 物鏡相當(dāng)于一個(gè)照相機(jī),目鏡相當(dāng)于一個(gè)放大鏡.。水是生命之本，此宜居住區(qū)得是恒星周圍適合于水存在的一片溫度適宜的區(qū)域，在這種溫度下的行星表面可能會(huì)有水池存在。這將是回答一個(gè)長(zhǎng)久問題的關(guān)鍵一步。 當(dāng)人類從地球上某個(gè)位置來觀察天空時(shí)，如果有行星經(jīng)過其母恒星的前面，就能發(fā)現(xiàn)此行星會(huì)導(dǎo)致其母恒星亮度稍微變暗。 開普勒望遠(yuǎn)具有太空最大的照相機(jī)，有一個(gè)95兆像素的電荷偶合器（CCD）陣列，這就像日常使用的數(shù)碼相機(jī)中的CCD一樣。遠(yuǎn)處物體經(jīng)物鏡后在物鏡的像方焦距上成一倒立的實(shí)像，像的大小決定于物鏡焦距及物體與物鏡間的距離，此像一般是縮小的，近乎位于目鏡的物方焦平面上，經(jīng)目鏡放大后成一虛像于觀察者眼睛的明視距離于無(wú)窮遠(yuǎn)之間。用望遠(yuǎn)鏡觀察不同位置的物體時(shí)，只需調(diào)節(jié)物鏡和目鏡的相對(duì)位置，使物鏡成的實(shí)像落在目鏡物方焦平面上，這就是望遠(yuǎn)鏡的“調(diào)焦”。2伽利略望遠(yuǎn)鏡伽利略望遠(yuǎn)鏡的物鏡由正透鏡構(gòu)成，目鏡由負(fù)透鏡構(gòu)成，如圖1014所示。 圖1014 伽利略望遠(yuǎn)鏡光路圖伽利略望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)緊湊，筒長(zhǎng)短，系統(tǒng)成正像。因此，該系統(tǒng)作為助視光學(xué)儀器時(shí)，眼睛常為孔徑光闌，物鏡為視場(chǎng)光闌，導(dǎo)致該系統(tǒng)存在漸暈現(xiàn)象。五 望遠(yuǎn)鏡外形尺寸設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，一般可以分為兩個(gè)階段：第一階段為初步設(shè)計(jì)階段，通常叫做外形尺寸計(jì)算；第二階段為像差設(shè)計(jì)階段。外形尺寸計(jì)算的主要依據(jù)是高斯光學(xué)理論，為了保證設(shè)計(jì)順利進(jìn)行，用像差理論對(duì)計(jì)算結(jié)果作一些粗略地估計(jì)和分析也是必要的。 本節(jié)僅以簡(jiǎn)單望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)為例，說明光學(xué)系統(tǒng)外形尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算的一般方法。該系統(tǒng)只包括物鏡和目鏡，要求鏡簡(jiǎn)長(zhǎng)度L=315nm, Γ=20*,2ω=3176。先求目鏡的視場(chǎng)角。40′帶入公式tgω’=Γ*tgω，可求出ω’=33176。2ω’=66176。若要是物鏡的分辨率與放大率相適應(yīng)，可根據(jù)望遠(yuǎn)鏡的口徑與放大率關(guān)系式 Γ=D1/。如此，D1=（1——2）Γ。它必須要起到擴(kuò)大視角的作用：由于物體位在無(wú)限遠(yuǎn)．同一門標(biāo)對(duì)人眼的張角w眼和對(duì)儀器的張角。 我們關(guān)心的是視角是否擴(kuò)大，符合什么關(guān)系才能擴(kuò)大視角，岡此需要把tgw’利tgw。由圖3—9(b)，并根據(jù)無(wú)限遠(yuǎn)物的理想像高公式和無(wú)限遠(yuǎn)像的物高公式，對(duì)于物鏡和目鏡分別有y’物=f’物tgw或 tgw=y’物/f’物并考慮到y(tǒng)’物=y目，得到Γ=tgw’/tgw=f’物/f’目 (39)式(3—9)即為望遠(yuǎn)系統(tǒng)的視放大率公式、從式(3—9)可以看到，視放大率在數(shù)值上等于物鏡焦距與目鏡焦距之比，只要物鏡焦距大于日鏡焦距，就擴(kuò)大了視角，起到了望遠(yuǎn)的作用：要提高視放大率，就必須加大物鏡的焦距或減小目鏡的焦距。 從以上討論可知、—個(gè)望過系統(tǒng)應(yīng)該由物鏡和目鏡兩組構(gòu)成，物鏡的像方焦平面應(yīng)與懶目鏡的物方焦平面重合，且物鏡焦距在數(shù)值上應(yīng)大于目鏡焦距 這樣，就把無(wú)限遠(yuǎn)物成像在無(wú)限遠(yuǎn)，并擴(kuò)大了現(xiàn)角c正是由于望遠(yuǎn)系統(tǒng)的這種構(gòu)成方式，使望遠(yuǎn)系統(tǒng)具有一般光學(xué)系統(tǒng)并不具備的特點(diǎn)。由此可以得出：望遠(yuǎn)系統(tǒng)的視放大率等于角放大率．與共軛面位值無(wú)關(guān)，只與物鏡和目鏡的焦距有關(guān)c 根據(jù)放人率之間的關(guān)系．還可以知道，望還系統(tǒng)的垂軸放大率、軸向放大率都與共軛面的位置無(wú)關(guān)： 從間310可以看到，和光軸下行高度為y的入射光線可以看作是出任意—物平面物高為y的物點(diǎn)發(fā)出的，其出射光線平行光軸射出*當(dāng)然又通過像點(diǎn)，所以像高y’處處相等，即垂軸放大率處處相等。前面說過視放大率?？烧韶?fù)，完全取決于物鏡和目鏡焦距的符號(hào)。經(jīng)遠(yuǎn)物鏡只能是正透鏡，否則不能滿足擴(kuò)大視角的要求，所以Γ的正負(fù)取決于目鏡采用正透鏡還是負(fù)透鏡。軸向放大率是指光軸上一對(duì)共軛點(diǎn)沿軸移動(dòng)量之間的關(guān)系。還可以看出，折射球面的軸向放大率恒為正值，這表示沿軸移動(dòng)，其像點(diǎn)以同樣的方向沿軸移動(dòng)。如果物點(diǎn)沿軸移動(dòng)有限距離，如圖4所示，此距離顯然可以用物點(diǎn)移動(dòng)的始末兩點(diǎn)A1和A2的截距l(xiāng)2l1來表示，相應(yīng)于像點(diǎn)移動(dòng)的距離應(yīng)為l’2l1,這時(shí)的軸向放大率以a表示，有 a=（l’2l’1
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