望远镜(光学仪器)

望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜而被看到。又称“千里镜”。望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角,使人眼能看清角距更小的细节。望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径(最大8毫米)粗得多的光束,送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。1608年荷兰人汉斯·利伯希发明了第一部望远镜。1609年意大利佛罗伦萨人伽利略·伽利雷发明了40倍双镜望远镜,这是第一部投入科学应用的实用望远镜。

望远镜(光学仪器)

望远镜

1608年荷兰米德尔堡眼镜师汉斯·李波尔造出了世界上第一架望远镜。汉斯·李波尔(Hans Lippershey),为检查磨制出来的透镜质量,把一块凸透镜和一块凹镜排成一条线,通过透镜看过去,发现远处的教堂塔尖好象变大拉近了,于是在无意中发现了望远镜的秘密。1608年他为自己制作的望远镜申请专利,并遵从当局的要求,造了一个双筒望远镜。据说小镇好几十个眼镜匠都声称发明了望远镜。双筒望远镜。

基本参数:

产品类型:双筒望远镜

工作原理:直视式

规格:8×42mm

放大倍数:8倍

变焦类型:定焦

物镜口径(mm):42

定义

望远镜的基本原理

望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器,能把远物很小的张角按一定倍率放大,使之在像空间具有较大的张角,使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。所以,望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。它是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行射出的光学系统。根据望远镜原理一般分为三种。

一种通过收集电磁波来观察遥远物体的仪器。在日常生活中,望远镜主要指光学望远镜,但是在现代天文学中,天文望远镜包括了射电望远镜,红外望远镜,X射线和伽马射线望远镜。天文望远镜的概念又进一步地延伸到了引力波,宇宙射线和暗物质的领域。或者再经过一个放大目镜进行观察。日常生活中的光学望远镜又称“千里镜”。它主要包括业余天文望远镜,观剧望远镜和军用双筒望远镜。

简介

常用的双筒望远镜还为减小体积和翻转倒像的目的,需要增加棱镜系统,棱镜系统按形的方式如果式不同可分为别汉棱镜系统(RoofPrism)(也就是斯密特。别汉屋脊棱镜系统)和保罗棱镜系统(PorroPrism)(也称普罗棱镜系统),两种系统的原理及应用是相似的。个人使用的小型手持式望远镜不宜使用过大倍率,一般以3~12倍为宜,倍数过大时,成像清晰度就会变差,同时抖动严重,超过12倍的望远镜一般使用三角架等方式加以固定。

历史

与此同时,德国的天文学家开普勒也开始研究望远镜,他在《屈光学》里提出了另一种天文望远镜,这种望远镜由两个凸透镜组成,与伽利略的望远镜不同,比伽利略望远镜视野宽阔。但开普勒没有制造他所介绍的望远镜。沙伊纳于1613年─1617年间首次制作出了这种望远镜,他还遵照开普勒的建议制造了有第三个凸透镜的望远镜,把二个凸透镜做的望远镜的倒像变成了正像。

沙伊纳做了8台望远镜,一台一台地观察太阳,无论哪一台都能看到相同形状的太阳黑子。因此,他打消了不少人认为黑子可能是透镜上的尘埃引起的错觉,证明了黑子确实是观察到的真实存在。在观察太阳时沙伊纳装上特殊遮光玻璃,伽利略则没有加此保护装置,结果伤了眼睛,最后几乎失明。荷兰的惠更斯为了减少折射望远镜的色差在1665年做了一台筒长近6米的望远镜,来探查土星的光环,后来又做了一台将近41米长的望远镜。

单筒望远镜1793年英国赫瑟尔(William Herschel),制做了反射式望远镜,反射镜直径为130厘米,用铜锡合金制成,重达1吨。1845年英国的帕森(William Parsons)制造的反射望远镜,反射镜直径为1.82米。1917年,胡克望远镜(Hooker Telescope)在美国加利福尼亚的威尔逊山天文台建成。

它的主反射镜口径为100英寸。正是使用这座望远镜,哈勃(Edwin Hubble)发现了宇宙正在膨胀的惊人事实。1930年,德国人施密特(BernhardSchmidt)将折射望远镜和反射望远镜的优点(折射望远镜像差小但有色差而且尺寸越大越昂贵,反射望远镜没有色差、造价低廉且反射镜可以造得很大,但存在像差)结合起来,制成了第一台折反射望远镜。

战后,反射式望远镜在天文观测中发展很快,1950年在帕洛玛山上安装了一台直径5.08米的海尔(Hale)反射式望远镜。1969年在前苏联高加索北部的帕斯土霍夫山上安装了直径6米的反射镜。1990年,NASA将哈勃太空望远镜送入轨道,然而,由于镜面故障,直到1993年宇航员完成太空修复并更换了透镜后,哈勃望远镜才开始全面发挥作用。

由于可以不受地球大气的干扰,哈勃望远镜的图像清晰度是地球上同类望远镜拍下图像的10倍。1993年,美国在夏威夷莫纳克亚山上建成了口径10米的“凯克望远镜”,其镜面由36块1.8米的反射镜拼合而成。2001设在智利的欧洲南方天文台研制完成了“超大望远镜”(VLT),它由4架口径8米的望远镜组成,其聚光能力与一架16米的反射望远镜相当。

现在,一批正在筹建中的望远镜又开始对莫纳克亚山上的白色巨人兄弟发起了冲击。这些新的竞争参与者包括30米口径的“加利福尼亚极大望远镜”(California ExtremelyLarge Telescope,简称CELT),20米口径的大麦哲伦望远镜(Giant Magellan Telescope,简称GMT)和100米口径的绝大望远镜 (Overwhelming Large Telescope,简称OWL)。它们的倡议者指出,这些新的望远镜不仅可以提供像质远胜于哈勃望远镜照片的太空图片,而且能收集到更多的光,对100亿年前星系形成时初态恒星和宇宙气体的情况有更多的了解,并看清楚遥远恒星周围的行星。

空间望远镜

在地球大气外进行天文观测的大望远镜。由于避开了大气的影响和不会因重力而产生畸变,因而可以大大提高观测能力及分辨本领,甚至还可使一些光学望远镜兼作近红外、近紫外观测。但在制造上也有许多新的严格要求,如对镜面加工精度要在0.01微米之内,各部件和机械结构要能承受发射时的振动、超重,但本身又要求尽量轻巧,以降低发射成本。

第一架空间望远镜又称哈勃望远镜,于1990年4月24日由美国发现号航天飞机送上离地面600千米的轨道。其整体呈圆柱型,长13米,直径4米,前端是望远镜部分,后半是辅助器械,总重约11吨。该望远镜的有效口径为2.4米,焦距57.6米,观测波长从紫外的120纳米到红外的1200纳米,造价15亿美元。原设计的分辨率为0.005,为地面大望远镜的100倍。但由于制造中的一个小疏忽,直至上天后才发现该仪器有较大的球差,以致严重影响了观测的质量。

1993年12月2~13日,美国奋进号航天飞机载着7名宇航员成功地为“哈勃”更换了11个部件,完成了修复工作,开创了人类在太空修复大型航天器的历史。修复成功的哈勃望远镜在10年内将不断提供有关宇宙深处的信息。1991年4月美国又发射了第二架空间望远镜,这是一个观测γ射线的装置,总重17吨,功耗1.52瓦,信号传输率为17000比特/秒,上面载有4组探测器,角分辨率为5′~10′。其寿命2年左右。

双子望远镜

双子望远镜是以美国为主的一项国际设备(其中,美国占50%,英国占25%,加拿大占15%,智利占5%,阿根廷占2.5%,巴西占2.5%),由美国大学天文联盟(AURA)负责实施。它由两个8米望远镜组成,一个放在北半球,一个放在南半球,以进行全天系统观测。其主镜采用主动光学控制,副镜作倾斜镜快速改正,还将通过自适应光学系统使红外区接近衍射极限。

太阳望远镜

日冕是太阳周围一圈薄薄的、暗弱的外层大气,它的结构复杂,只有在日全食发生的短暂时间内,才能欣赏到,因为天空的光总是从四面八方散射或漫射到望远镜内。

1930年第一架由法国天文学家李奥研制的日冕仪诞生了,这种仪器能够有效地遮掉太阳,散射光极小,因此可以在太阳光普照的任何日子里,成功地拍摄日冕照片。从此以后,世界观测日冕逐渐兴起。

日冕仪只是太阳望远镜的一种,20世纪以来,由于实际观测的需要,出现了各种太阳望远镜,如色球望远镜、太阳塔、组合太阳望远镜和真空太阳望远镜等。

红外望远镜

红外望远镜(infrared telescope)接收天体的红外辐射的望远镜。外形结构与光学镜大同小异,有的可兼作红外观测和光学观测。但作红外观测时其终端设备与光学观测截然不同,需采用调制技术来抑制背景干扰,并要用干涉法来提高其分辨本领。红外观测成像也与光学图像大相径庭。由于地球大气对红外线仅有7个狭窄的“窗口”,所以红外望远镜常置于高山区域。世界上较好的地面红外望远镜大多集中安装在美国夏威夷的莫纳克亚,是世界红外天文的研究中心。1991年建成的凯克望远镜是最大的红外望远镜,它的口径为10米,可兼作光学、红外两用。此外还可把红外望远镜装于高空气球上,气球上的红外望远镜的最大口径为1米,但效果却可与地面一些口径更大的红外望远镜相当。

数码望远镜

被主流科技媒体评为“百项科技创新”之一,由于结构简单,成像清晰,能够用较小的机身长度实现超长焦的效果,在加上先进的数码功能,可以实现较为清晰拍照录像功能,在大大拓宽了望远镜的应用领域,可以广泛的应用在侦查、观鸟、电力、野生动物保护等等。

数码望远镜具备的拍照功能,可以保存人生历程中经历的众多难忘瞬间,在美国,此款产品广受体育运动教练员、球探、猎鸟人、野生动物观察员、狩猎爱好者以及任何一个摄影、摄像爱好者的青睐。在中国,这一领域的佼佼者,当属watchto系列的远程拍摄设备,尤其是WT-20A系列和30B系列,目前国内很多公安、军警、野生动物保护已经利用数码望远镜的优势,应用到工作中了,尤其是公安部门,他们可以轻松的远程拍照取证。

高达5.1百万像素cmos传感器的内置数码照相机结合在一起的。可以快速并简单的从静态高分辨率照片(2594*1786)拍照转换到可30秒连续摄相。这能确保使您捕捉到最佳效果。照片和录象存储在内存中,或sd卡中,并可以通过可折叠的液晶显示屏查看、删除、通过电视机查看,或不需安装其他软件将照片下载到计算机中。光学部分主要流行的倍率是35倍和60倍,并且可以进行高低倍的切换!( Windows 2000, XP或Mac无需驱动。Windows 98/98SE需要安装驱动)。

其他类型

硬X射线调制望远镜

2015年,作为空间天文领域的重要研究手段,我国在天文卫星发射上将实现零的突破。由中国科学院院士、我国著名高能天体物理学家李惕碚研制的一种新型的天文望远镜——硬X射线调制望远镜(HXMT)将正式升空,成为我国的第一颗天文卫星。

“按照计划,将在2014年完成HXMT的全部建设,2015年将它送入近地轨道。”中国科学院高能物理研究所研究员、HXMT卫星首席科学家助理张双南在接受《中国科学报》记者采访时说,“天文卫星一般按照探测波段分为射电、紫外、γ射线和X射线天文卫星。正在建设的硬X射线调制望远镜(HXMT)就属于X射线天文卫星。空间天文发展历史上,最早也是从X射线领域突破的。”

“从功能上,天文卫星可以分为专用和天文台级两种。专用天文望远镜是针对特定的科研目标设计建设的,而天文台级的天文望远镜搭载的仪器就比较多,功能更加强大,可涉及的科学研究范围也更加广。”HXMT属于专用的天文卫星,规模比天文台级小。与其他专用天文卫星相比,HXMT属于中型专用天文卫星。上天後,它将主要承担对黑洞研究,以及与黑洞有关的,比如中子星的研究。”

在宇宙中,有很多极端的天体,比如黑洞,及其发生的一些极端的物理过程是在地面上无法进行试验和观测的。因此,天文卫星就成了其中最重要的研究手段之一。

至今,拥有天文卫星的国家和地区可以分为三个梯队,第一梯队由美国独领风骚,第二梯队包括欧洲空间局、欧洲地区一些国家,以及日本、俄罗斯,中国与巴西、印度、韩国及台湾地区属于第三梯队。其中印度是第三梯队中技术最强的,预计一到两年内就会发射他们的天文卫星,而巴西也计划在2014年发射。

望远镜保养

1.保证望远镜存放在通风、干燥、洁净的地方,以防生霉,有条件的话可在望远镜周边放入干燥剂,并经常更换。

2.镜片上残留的脏点或污迹,要用专业擦镜布轻轻擦拭,以免刮花镜面,如需清洗镜面,应当用脱脂棉占上少许酒精,从镜面的中心顺着一个方向向镜面的边缘擦试,并不断更换脱脂棉球直到擦试干净为止。

3.望远镜属于精密仪器,切勿对望远镜重摔、重压或做其他剧烈动作。

4.非专业人员不要试图自行拆卸望远镜及对望远镜内部进行清洁。

5.请匆碰撞尖锐的物品。

6.使用望远镜要注意防潮、防水。望远镜作为一种精密仪器尽量避免在恶劣条件下使用。

选购指南

1、光学素质和轻便的外形,往往是矛盾的,如果两者都想要,需要大幅度提高预算。

2、每种规格和类型的望远镜都有适合它使用的特定环境才能达到完美的效果,没有哪个望远镜是万能的。

3、roof棱镜望远镜体积在同规格的望远镜中是最小的,但光学素质往往比不上porro棱镜望远镜。

4、望远镜的价格取决于很多外界因素,比如成本、利润、市场策略等,和望远镜的倍数没有太大的关系。

5、望远镜的成像效果取决于很多因素,倍数只是众多因素中的一项,盲目追求倍数是不可取的。

6、军用望远镜假货的可能性极高,正规军用望远镜基本都是黑色的,而且价格不菲。

7、不要购买大范围变倍的双筒望远镜,存在视场小,成像畸变严重,光轴容易偏移等许多问题。

8、要知道一分价钱一分货,规格和参数相同的望远镜,实际效果可能相差很远,当然价格也会相差千里。

9、尽量不要购买红膜望远镜,它只适合冰雪地等高反射环境,一般环境下的成像昏暗,且偏色严重。

10、从来没有什么红外夜视望远镜,但某些规格的望远镜比如7X50在微光环境下效果也很不错!

11、望远镜选择尽量参考第三方网站和评测体验文章,可以最大限度的体现望远镜的优劣和特点。

相关信息

亚洲最大射电望远镜

2012年10月28日,亚洲最大的全方位可转动射电望远镜在上海天文台正式落成。这台射电望远镜的综合性能排在亚洲第一、世界排第四,能够观测100多亿光年以外的天体。据了解,这个射电望远镜将参与我国探月工程及各项深空探测任务。

最早的望远镜

世界上最早的望远镜是1609年意大利科学家伽利略制造出来的。因此,又称伽利略望远镜。这是一台折射望远镜。他用一块凸透镜作物镜,一块凹镜作目镜,因此观测到的是正像。伽利略在谈到这架世界上第一台望远镜时说:“多谢有了望远镜,我们已经能够使天体离我们比离亚里斯多德近三四十倍,因此能够辨别出天体上许多事情来,都是亚里士多德所没有看见的;别的不谈,单是这些太阳系黑子就是他绝对看不到的。所以我们要比亚里士多德更有把握对待天体和太阳。”

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