望远镜的光学系统分类及常见类型
天文望远镜的光学系统
1848年建成的辛辛那提天文台折射望远镜影像。
折射望远镜折射望远镜是一种使用透镜做物镜，利用屈光成像的望远镜。
折射望远镜最初的设计是用于侦查和天文观测，但也用于其他设备上，例如双筒望远镜、长焦距的远距照像摄影机镜头。
较常用的折射式望远镜的光学系统有两种形式：即伽利略式望远镜和开普勒式望远镜，其优点是成像比较鲜明、锐利；缺点是有色差。
发展历史折射镜是光学望远镜最早的形式，第一架实用的折射望远镜大约在1608年出现在荷兰，由三个不同的人，密德堡的眼镜制造者汉斯•李普希和杨森、阿克马的雅各•梅提斯，各自独立发明的。
伽利略在1609年5月左右在威尼斯偶然听说了这个发明，就依据自己对折射作用的理解，改进并做出了自己的望远镜。
然后伽利略将他的发明细节公诸于世，并且在全体的议会中将仪器向当时的威尼斯大公多纳托展示。
伽利略也许声称独立地发明了折射望远镜，而没有听到别人也做了相同的仪器。
折射望远镜的设计架折射望远镜有两个基本的元件，做为物镜的凸透镜和目镜，折射望远镜中的物镜，将光线折射或偏折到镜子的后端。
折射可以将平行的光线汇聚在焦点上，不是平行的光线则汇聚到焦平面上。
这样可以使远方的物体看得更亮、更清晰和更大。
折射望远镜有许多不同的像差和变形需要进行不同类型的修正。
伽利略式望远镜与伽利略设计出来的原始形式相同的望远镜都称为伽利略望远镜。
他使用凸透镜做物镜，和使用凹透镜的目镜。
伽利略望远镜的影像是正立的，但视野受到限制，有球面像差和色差，适眼距（eye relief）也不佳。
开普勒式望远镜开普勒式望远镜是开普勒改善了伽利略的设计，在1611 年发明的。
他改使用一个凸透镜作为目镜而不是伽利略原来用的一个凹透镜。
这样安排的好处是从目镜射出的光线是汇聚的，可以有较大的视野和更大的适眼距，但是看见的影像是倒转的。
这种设计可以达到更高的倍率，但需要很高的焦比才能克服单纯由物镜造成的畸变。
（约翰•赫维留建造焦长45米的折射镜。
典型光学系统-望远镜
§7-4 望远系统
一、望远系统的成象原理
使入射的平行光束仍能保持平行地射出的光学 系统称为望远系统或望远镜。
1、重要的结构特点：物镜的像方焦点应与目镜的物方
焦点重合，光学间隔△=0。
F2 F1’ 目镜 出瞳
物镜（入瞳）
视场光阑
2、两种基本结构形式:
1611年，开普勒望远镜 1609年：伽利略望远镜
开普勒望远镜
伽利略望远镜
倒像——需要转像系统 透镜：加长光路 棱镜：缩短筒长并转折光路
机械筒长较长 可以在中间实象平面内设置分化板（视场光 阑）用于测量或瞄准 有清晰视场边界，可以无渐晕 Γ可以比较大
正像：结构简单
较短 视场光阑不在物面或像面 有渐晕 Γ不太大（原因P128） 可以用于激光扩束，避免实焦点烧伤
3、放大率：
f1' tg' tg' tg0 tg f 2'
D D'
D D' 2 f 1' 2 f 2 '
与物体位置无关，仅取决于系统结构参数
1
二、望远系统的分辨率及工作放大率
60" D 140 D " 2.3
正常放大率（有效放大率） 满足分辨要求的最小视觉放大率
为了减轻操作人员的疲劳，设计望远系统时应用大于正常分辨率的工作 分辨率来作为望远系统的视角放大率。
工作放大率常为正常放大率的1.5~3倍。 若取2.3倍，则Г=D。 仪器的分辨角 j＝60″/Г
在瞄准仪器中，仪器的精度用瞄准误差△φ来 表示，它与瞄准方式有关。
若是压线瞄准时：
60"
若是对线、双线或叉线瞄准时：
10"
八年级望远镜知识点归纳总结
八年级望远镜知识点归纳总结望远镜是一种用于观测远距离天体的仪器。
通过望远镜，我们可以观察到并了解到更多的天体现象和宇宙奥秘。
在八年级的学习中，我们学习了望远镜的原理、种类和使用方法。
下面是对八年级望远镜知识点的归纳总结。
一、望远镜的原理望远镜的原理主要包括光学望远镜和射电望远镜两种。
1. 光学望远镜原理光学望远镜的主要原理是利用透镜或反射镜来聚集光线，形成放大的像。
透镜望远镜根据透镜的位置分为折射望远镜和投影望远镜；反射镜望远镜则是利用反射镜来聚集光线。
2. 射电望远镜原理射电望远镜则是利用天体辐射中的微波和射电信号来观测天体。
它通过接收电磁波信号，并将其转换成图像或数据，帮助科学家研究宇宙中的各种现象。
二、望远镜的种类根据不同的使用目的和原理，望远镜可以分为几种不同的类型。
1. 折射望远镜折射望远镜利用透镜来聚焦光线，形成物体的放大像。
例如，天文望远镜常常使用两组透镜构成的目镜作为光学系统。
2. 反射望远镜反射望远镜则使用反射镜而非透镜来聚焦光线，形成物体的放大像。
通过反射镜的反射，光线可以聚焦在焦点上，并通过目镜观测。
3. 射电望远镜射电望远镜主要用于观测天体的微波和射电信号。
它利用大型射电反射镜或天线接收和放大信号，再通过数字处理和分析来得到有关天体的信息。
三、望远镜的使用方法和注意事项为了正确地使用望远镜并获得更好的观测效果，我们需要了解一些使用方法和注意事项。
1. 调节望远镜焦距在观测过程中，我们可以通过调整望远镜的焦距来改变观测图像的清晰度。
不同的观测目标可能需要不同的焦距。
2. 避免抖动在使用望远镜时，我们需要尽量避免抖动，以保持图像的清晰度。
我们可以使用三脚架或其他稳定的支架来固定望远镜。
3. 观测条件选择天气和观测时间是影响观测质量的重要因素。
选取晴朗的天气和适合的观测时间，会使得观测结果更加准确。
4. 清洁镜片和镜面保持望远镜的清洁是保证观测质量的重要因素。
定期清洁镜片和镜面，注意使用正确的方法和工具。
天文光学望远镜
玻璃会吸收入射光，尤其是对蓝、紫光吸收严重。
虽然折射望远镜可得到大视场的像，但成像质量不好， 六种像差均很严重。
折射望远镜的成像质量比反射望远镜好，视场较大， 使用方便，易于维护。
反射望远镜(reflecting telescope )
1）主焦点式：反射镜为抛物面 2）牛顿式：反射镜为球面镜，加上平面镜 3）卡赛格林式：主镜为抛物面镜，副镜为 凸的双曲面镜 4）R—C系统：凹双曲+凸双曲（改进型） 5）折轴式：加入几块平面镜使光束从极轴 方向射出
中国大的光学望远镜 2.16米（右图） 我国台北市立天文馆 的卡塞格林反射望远 镜（下图）
折反射望远镜
由折射和反射系统构成的系统，兼具折射望远镜视场大和反 射望远镜像差小集光力强的特点。
1）施密特式：球面反射镜+复杂的折射改正透镜。
2）马克苏托夫式：球面反射镜+弯月形折射改正透镜。
施密特式
特点： 施密特望远镜是折反射系统，系统中的主镜为一个球面反射镜，在球心处， 物镜的前面还配置了一个改正透镜，用以改正反射镜的像差。这种系统是一个可以得到 大视场的优质成像系统。一般施密特望远镜有效视场可达5度。为了使视场边缘的星象 没有渐晕，一般反射镜为改正镜口径的1.5倍。
位于智利的欧洲南方天文台的施密特照 相仪（1000/1620）1972年
马克苏托夫式
优缺点：
其光学系统的所有表面均是球面，制造容易。 由于改正镜不必像施密特系统那样要放在球面曲率半径处，而是放在 主镜的焦点附近，因此同样口径、相对口径条件下，镜筒要比施密 特望远镜的短。 和相同口径、相同相对口径的施密特望远镜相比，视场稍小，成像质 量稍差。 因弯月形透镜的厚度需达到口径的十分之一左右，故光损较大，从而 限制了口径的增大，因此目前无法建成口径可与施密特相匹敌的马 克苏托夫望远镜。
天文望远镜知识
天文望远镜知识天文望远镜是用于观测天体的一种仪器。
其主要工作原理是通过集中光线来增强观测效果。
天文望远镜有多种类型，每种类型有各自的特点和优缺点。
下面我们来了解一下关于天文望远镜的知识。
一、按照光学原理分类1.折射式望远镜折射式望远镜是利用透镜的折射光线来收集光线的。
它的优点是成像清晰，色彩还原度高。
这是因为透镜对光线有不同的折射率，因此在透镜的表面会发生光的偏折。
不同的颜色光在透镜内也会有所不同，这就是成像出现像色的原因。
反射式望远镜是利用反射镜来收集光线的。
在反射式望远镜中，光线被反射到主镜上，然后被聚焦到焦点上。
其优点是可以避免像色的出现。
另外，反射式望远镜能够把光线直接反射到接收器上，避免了光线通过透镜时可能发生的损失。
二、按照观测目标分类天文望远镜主要用于观测星体和星团等天文目标。
它们的主要特点是成像清晰、放大效果好。
天文望远镜常常需要配合望远镜附件，如星图仪、电子天文表等，以便更好地观测行星、恒星、银河和星云等目标。
2.地球望远镜地球望远镜的主要目标是观测地球上的自然环境和人工建筑等目标。
因此地球望远镜的重点不在于放大效果，而在于成像清晰、观测距离和广度。
地球望远镜通常包括测距系统、地球高清卫星图像等。
三、常见的望远镜类型经典折射式望远镜是用凸透镜收集光线，然后将光线投射在接收器上的反射命令式。
这种望远镜有很好的成像质量，但想要使镜头有比较好的聚光效果，需要非常高质量的和反射镜。
牛顿式望远镜是反射式望远镜的一种，它使用一个大型镜子收集光线，并将反射光线传递到观测器上。
光线会通过一个小孔进入反射镜，把光线聚焦到一个较小的镜子上，然后再反射回观测器。
这种望远镜的优点是具有很好的成像效果和亮度，但是需要非常高的反射镜质量才能达到好的效果。
3.卡西格林望远镜四、结束语天文望远镜是观测天文目标的重要工具，不同种类的望远镜有着各自的优缺点。
选择合适的望远镜可以帮助我们更好地观测天体。
虽然每种望远镜都有其自己的特点，但它们的根本目的都是为了观测天体，感受宇宙的壮丽。
天文望远镜的种类和原理
天文望远镜的种类和原理1.折射望远镜折射望远镜是最常见的一种天文望远镜。
它使用透镜聚焦光线，通过光学系统将光线传递到观测者的眼睛或者其他仪器上。
折射望远镜通常由目镜、目镜架、前物镜（目镜所在的端）、准直镜等部分组成。
其工作原理是，光线进入望远镜后，首先通过前物镜折射，并在焦点位置上形成一个倒立的实像。
然后，通过准直镜将这个实像的光线传递给目镜，最终通过目镜观测到的是一个放大后的、正立的虚像。
2.反射望远镜反射望远镜使用反射镜而不是透镜来聚焦光线。
它由主镜、次镜、准直镜和目镜等部分组成。
反射望远镜的工作原理是光线由主镜聚焦在主焦面上，并通过准直镜反射到次镜上，再一次聚焦在焦点位置上。
最后，通过目镜观测到的是一个放大后的、正立的虚像。
相比折射望远镜，反射望远镜由于没有色差问题，可以提供更高的分辨率和更宽的视场。
3.红外望远镜红外望远镜是用来观测天空中的红外辐射的一种望远镜。
它可以感测到人眼不可见的红外光，并将其转换成可供观测者观察的图像。
红外望远镜的主要原理是利用红外辐射的特点，将红外光线通过透镜或反射镜聚焦，并使用红外探测器将其转化为电信号。
然后，通过电子设备将电信号转化为图像信号，最终转化为人眼可以观察到的图像。
4.射电望远镜射电望远镜是用来观测天空中的射电波的一种望远镜。
射电望远镜利用射电波的特点，使用折射和反射镜等结构对射电波进行接收和聚焦，然后将接收到的信号转化为可供分析和观察的图像。
射电望远镜的主要工作原理是利用天体物质产生的射电辐射信号，通过射电天线接收到的电磁波信号，然后通过放大、滤波等技术处理，最终转化为可观察的图像。
此外，还有一些特殊种类的望远镜，如X射线望远镜和伽玛射线望远镜，用于观测X射线和伽玛射线等高能辐射。
总之，天文望远镜的种类和原理多种多样，每种类型的望远镜都有其特定的优势和适用范围，科学家和天文爱好者可以根据需要选择合适的望远镜进行观测研究。
单筒望远镜的分类
单筒望远镜的分类
单筒望远镜主要可以按照用途、光学性能和放大倍数等因素进行分类：
1. 按用途分类：
- 观鸟望远镜：专为鸟类观察设计，通常具有较高的分辨率和明亮的视野，方便在自然环境下清晰地辨认和追踪移动目标。
- 天文望远镜：适用于观测星空、行星和深空天体，通常配备较大的口径和较高的集光能力，允许用户观察到较暗淡的天体细节。
- 观景望远镜：常用于户外旅游、狩猎、体育赛事等场合，特点是轻便、易于携带，且视野宽阔。
- 微距观察望远镜：用来观察近处物体的细节，如昆虫、植物等，提供近距离放大观看的效果。
2. 按光学系统分类：
- 折射式望远镜：采用透镜系统，如折射式单筒望远镜，其结构相对简单，重量轻，成像稳定，色彩还原较好。
- 反射式望远镜：虽然反射式望远镜常见于大型天文望远镜中，也有一些小型反射式单筒望远镜，利用反射镜面来聚焦光线，适用于需要更大口径和更高亮度的应用。
- 折反式望远镜：结合了折射和反射的优点，通常用于高端
天文或特殊观测目的。
3. 按放大倍数分类：
- 低倍率望远镜：通常放大倍数在10倍以下，视野宽广，适合于快速搜寻和追踪移动目标。
- 中倍率望远镜：放大倍数在10倍至30倍之间，适用于大部分通用场合，包括观鸟、野生动物观察等。
- 高倍率望远镜：放大倍数大于30倍，主要用于精细观察或特定用途，如天文观测或远距离侦查。
4. 按附加功能分类：
- ED（超低色散）玻璃制成的望远镜：减少色差，提高成像质量。
- 防水防雾望远镜：设计有密封和氮气填充，防止潮湿和雾气影响观察效果。
- 稳像望远镜：内置图像稳定系统，能在手抖或其他不稳定条件下提供清晰影像。
天文光学望远镜的类型
天文光学望远镜的类型
天文光学望远镜是研究宇宙的重要工具。
根据望远镜的光学原理和结构不同，可分为以下几种类型：
1. 折射望远镜：折射望远镜利用透镜将光线聚焦到焦点上，成像清晰，常用于天文观测。
其中，经典的折射望远镜包括光学望远镜和卡西格林望远镜。
2. 反射望远镜：反射望远镜利用反射镜将光线聚焦到焦点上，成像清晰，常用于天文观测。
其中，经典的反射望远镜包括牛顿望远镜和施密特望远镜。
3. 红外望远镜：红外望远镜利用探测器接受红外线辐射，可观测到一些在可见光波段无法探测到的物体，如行星大气层、恒星形成区等。
4. 紫外望远镜：紫外望远镜利用探测器接受紫外线辐射，可观测到一些在可见光波段无法探测到的物体，如恒星大气层、星际介质等。
5. X射线望远镜：X射线望远镜利用探测器接受X射线辐射，可观测到一些在可见光波段无法探测到的物体，如黑洞、脉冲星等。
6. 伽马射线望远镜：伽马射线望远镜利用探测器接受伽马射线辐射，可观测到一些在可见光波段无法探测到的物体，如超新星、星际介质等。
总的来说，不同类型的天文光学望远镜各有优劣，科学家们根
据实际需要选择不同类型的望远镜进行研究探测。
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望远镜的光学系统分类及常见类型
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望远镜的光学系统，广义上基本上分为折射式，反射式，折反射式，运动望远镜几乎都是折射式，天文望远镜则各种系统都很常见。
在实际应用中，由于运动望远镜几乎都是折射式望远镜，并且为了有效降低系统长度和便于携带，大多数运动望远镜都有棱镜系统，按照国际流行的分类方法，运动望远镜的实际分类是按照棱镜系统划分，而天文望远镜，观察镜则按照广义的光学系统分类。
本站望远镜的光学系统沿用目前国际流行的分类方法，共分为六种典型结构：
折射式
普罗棱镜式
屋脊棱镜式
复合棱镜式
牛顿反射式
折反射式
以下是各种光学系统原理及特点的简单解释：
一、运动望远镜的光学系统
运动望远镜几乎都是折射式，除了某些特殊产品，为了有效降低系统长度和便于携带，大多数运动望远镜都有棱镜系统，较常见的有屋脊，普罗棱镜。
屋脊望远镜
采用屋脊棱镜，优点是体积紧凑，便于日常携带使用，缺点是棱镜形状复杂，成本较高。
屋脊望远镜优点:
●重量轻，体积紧凑，便于日常携带使用
●外形美观
屋脊望远镜缺点
●棱镜复杂，加工成本高，同等口径价格高
●大口径规格体积优势不再明显
普罗望远镜
采用直角棱镜，优点是棱镜简单，较低成本即可达到较佳效果，缺点是体积相对比较大。
普罗望远镜优点:
●结构简单，成本低
●同等价格一般光学性能较好
普罗望远镜缺点
●同等口径产品体积重量相对屋脊大
●体积不能做得很小
二、天文望远镜的光学系统
折射望远镜
折射望远镜采用透镜作为主镜，光线通过镜头和镜筒折射汇聚于一点，称为"焦平面"。
长期以来，折射望远镜的薄壁长管结构外观，和百年前伽利略时代无太大区别，但现代的优质光学玻璃、多层镀膜技术使您可以体会伽利略从未梦想过的精彩天空。
对于希望简便的机械设计、高可靠性、方便使用的人来说，折射式望远镜是很受欢迎的设计。
因为焦距由镜管的长度决定，通常超过4英寸口径的折射望远镜将变的非常笨重和昂贵，这在一定程度上限制了折射望远镜的经济口径，但对于更喜欢操作的易用性和通用性的初学者，折射望远镜仍然是是一个很好的选择。
因为具有宽广的视野，高对比度和良好的清晰度，折射望远镜同时也是受欢迎的热门选择。
折射望远镜优点:
●易于设置和使用
●简单和可靠的设计
●很少或不需要维护
●观测月球、行星、双星表现出色，尤其是较大口径的产品
●易于地面观景
●不需要第二反射镜或中心遮挡，具有高对比度
●具有较好的消色差设计，和极好的APO高消色差、萤石设计规格
●密封的镜筒避免了空气扰动图像并保护光学镜片
●物镜永久固定式安装，无需校正
折射望远镜缺点
●大口径规格比较昂贵
●较重，长度和体积比同等口径和焦距的牛顿反射或折反望远镜更大
●增大口径的成本因素限制了商业产品的最大尺寸，经济的设计大多为中小口径产品
●存在一些色彩畸变(消色差双胶合透镜)
牛顿反射望远镜
牛顿反射望远镜采用一面凹面镜作为主要物镜，光进入镜筒的底端，然后折回开口处的第二反射镜，再次改变方向进入目镜焦平面。
目镜为便于观察，被安置靠近望远镜镜筒顶部的侧方。
牛顿反射望远镜用镜子替换昂贵笨重的透镜收集和聚焦光线，从而使您的每一分钱提供更加多的光线会集的力量。
牛顿反射望远镜系统使您能拥有焦距长达1000mm而仍然相对地紧凑和便携的望远镜。
因为主镜被暴露在空气和尘土中，牛顿反射器望远镜要求更多维护与保养。
然而，这个小缺点不阻碍这个类型望远镜的大众化，对于那些想要一台价格经济，但仍然可以解决观测微弱，遥远的目标的用户来说，牛顿反射望远镜是一个理想的选择。
由于光学系统的原理，牛顿望远镜的成像是一个倒像，倒像并不影响天文观测，因此牛顿反射望远镜是天文学使用的最佳选择。
通过正像镜等附加镜头，可以将图像校正过来，但会降低成像质量。
牛顿反射望远镜优势
●和折射和折反望远镜，同样口径成本最低，因为大口径的反射镜比透镜的生产成本低很多。
●紧凑合理，便携性好，焦距可达1000mm以上
●由于焦比普遍较短(f/4到f/8)，具有卓越的微弱深空天体观测性能，例如遥远的星系、星云和星团，●较好的月球和行星的观测性能
● 较好的深空天体摄影性能(但不是很方便，难度大于折反望远镜)
●由于采用反射镜作为主镜，无色差
牛顿反射望远镜缺点
●一般不适合地面应用
●由于第二反射镜的遮挡，相对折射望远镜略有光线损失
施密特-卡塞格林望远镜(Schmidt-Cassegrain)
Schmidt-Cassegrain望远镜在光学叫的Catadioptrics类别。
折反望远镜使用反光镜和透镜的组合“折叠” (反射)光路和形成图象。
有二个普遍的设计：
Schmidt-Cassegrain(施密特-卡塞格林)和Maksutov-Cassegrain(马卡苏托夫-卡塞格林)。
在施密特-卡塞格伦系统，光通过薄的非球面校正透镜进入镜筒，然后接触球面主镜。
被球面主镜反射的光线折回镜筒开口中部的第二反射镜，然后再次被第二反射镜反射，光线通过镜筒内部中间的管子聚集在目镜形成图象。
在世界各地被销售在3。
5”以上的口径的望远镜，折反望远镜是现代应用最普遍和最多的光学设计。
折反望远镜结合透镜和镜子的优点并消灭他们的缺点，可以同时提供折射型望远镜的高清晰和对比，以及反射型望远镜的低色差。
折反望远镜的平均焦比f/10，因此大多类型足够满足摄影需要。
因为所有光学元件都被牢固的安装和校准，他们也是更加容易维护。
折反望远镜提供了聚光力、长焦距、便携和经济性的最好组合。
施密特-卡塞格林优点
●最佳全能望远镜设计
●结合反射镜和光学透镜双方优势并同时消除其弊端
●优良光学影像，高锐度和较开阔的视场
●优秀的深空天文观测性能
●很好的月球、行星和双星观测性能
●优秀的摄影和地面观景性能
●焦比一般约为f/10
●封闭设计降低空气气流对图像的扰动
●非常紧凑和便携
●使用方便
●耐用和几乎无需维修
●相对同等口径折射望远镜，大口径时具有更合理成本
●最多才多艺型望远镜
●比其他类型的望远镜有更多配件
●在所有望远镜类型中近焦能力最好
施密特-卡塞格林望远镜缺点
●比同等口径的牛顿反射镜更昂贵
●由于第二反射镜的遮挡，相对折射望远镜略有光线损失
马卡苏托夫-卡塞格林望远镜
马卡苏托夫-卡塞格林望远镜也属于折反类型，他和施密特-卡塞格林具有相似的优点处和缺点。
它使用一个厚实的有很大曲率的半月型改正透镜，和一个第二反射镜（第二反射镜者通常是改正透镜上的一个镀铝的圆点），马卡苏托夫望远镜一个典型的特点是第二反射镜非常小，因此相对施密特望远镜而言，马卡苏托夫望远镜行星观测的性能更好。
马卡苏托夫-卡塞格林望远镜优点(与施密特-卡塞格伦比较)
●较小的第二反射镜遮挡，因此观测行星对比度和细节略有增加
●制造更便宜
●长焦距，可以获得较高的放大倍率用于观测行星
马卡苏托夫-卡塞格林望远镜缺点(与施密特-卡塞格伦比较)
●由于使用了厚重的半月校正透镜，重量略重
●超过90mm口径，达到热稳定的时间将增加
●焦距长度较长导致较小视场。