关于望远镜的牛顿反射系统
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。
天文望远镜基础知识
天文望远镜基础知识天文望远镜的光学系统根据物镜的结构不同，天文望远镜大致可以分为三大类：以透镜作为物镜的，称为折射望远镜；用反射镜作为物镜的，称为反射望远镜；既包含透镜，又有反射镜的，称为折反射望远镜。
往往有的天文爱好者买了一块透镜，以为这就解决了望远镜的物镜问题。
其实，一块透镜成像会产生象差，现在，正规的折射天文望远镜的物镜大都由2～4块透镜组成。
相比之下，折射天文望远镜用途较广，使用方便，比较适合做天文普及工作。
反射望远镜的光路可分为牛顿系统和卡塞格林系统等。
一般说来，对天文普及工作，特别是对观测经验不足的爱好者来说，牛顿式反射望远镜使用起来不太方便，其物镜又需经常镀膜，维护起来也麻烦。
折反射望远镜是由透镜和反射镜组成。
天体的光线要受到折射和反射。
这类望远镜具有光力强，视场大和能消除几种主要像差的优点。
这类望远镜又分施密特系统、马克苏托夫系统和施密特卡塞格林系统等。
根据我们多年实践的经验，中国科学院南京天文仪器厂生产的120折射天文望远镜对于天文普及工作和广大天文爱好者来说，是一种既方便又实用的仪器。
望远镜的光学性能在天文观测的对象中，有的天体有视面，有的没有可分辨的视面；有的天体光极强，有的又特微弱；有的是自己发光，有的是反射光。
观测者应根据观测目的，选用不同的望远镜，或采用不同的方法进行观测；一般说来，普及性的天文观测多属于综合性的，要考虑“一镜多用”。
选择天文望远镜时，一定要充分了解它的基本光学性能。
口径--指物镜的有效直径，常用D来表示；相对口径--指物镜的有效口径和它的焦距之比，也称为焦比，常用A表示；即A＝D/F。
一般说来，折射望远镜的相对口径都比较小，通常在1/15～1/20，而反射望远镜的相对口径都比较大，通常在1/3.5～1/5。
观测有一定视面的天体时，其视面的线大小和F成正比，其面积与F2成正比。
象的光度与收集到的光量成正比，即与D2成正比，和象的面积成反比，即与F2成反比。
实验牛顿反射望远镜的设计
实验 牛顿反射望远镜的设计
一、实验目的
掌握牛顿反射望远镜的设计方法。
二、实验仪器
计算机、ZEMAX 软件
三、实验设计参数要求
C d,F,:gth Wavelen 4: m m 100: m m 800: 全视场入瞳直径焦距
四、实验操作步骤
1、 输入系统参数并建立初始结构。
（1）在通用设置对话框输入视场2°、1.414°、1°、0°；
（2）在通用设置对话框中输入如同致敬100mm ；
（3）在通用设置对话框输入可见光波长。
（4）根据焦距计算曲率半径，旋转反射主镜的conic 系数，建立初始结构，并观察spt 图和RAY FAN 曲线。
2、添加反射镜副镜和遮拦孔径
（1）选一较为合适的距离（接近并小于800mm ），设像面和反射镜中心距离100mm ，先在镜头编辑窗口（LDE ）栏中插入一个新的虚拟面。
将厚度分为-700和-100.
（2）将第2个面（虚拟面）设置为反射镜：Tools→Fold Mirror →Add Fold Mirror
(3)我们将入射光束画出来就可以看到拦光效果，在第一面前插入新的虚拟面，设置厚度为800.并查看结构光路图。
通过快捷方式调整3D视图的观察角度。
从上图坐标可以估算出椭圆挡光区域大小，所以可以在第一个表面设置椭圆遮光孔径。
并观察遮拦前后的MTF曲线图，修改后的低于修改前的。
3、可以通过观察光足迹，进一步修正遮光面的面积，是MTF曲线提高一些。
（1）估算挡光面积并进行挡光孔径的设置
（2）观察修改孔径光阑后的SPT图和MTF图。
基于Zemax的牛顿望远镜的设计
基于Zemax的牛顿望远镜的设计基于Zemax的牛顿望远镜的设计 (1)1、简介 (1)2、优缺点 (3)2.1优点： (3)2.2不足： (3)3、Zemax设计 (4)3.1 设计要求 (4)3.2 设计过程 (4)4、参考与鸣谢 (8)5、附录：望远镜的性能简介 (9)5.1 物镜的光学特性： (9)5.2 物镜的结构样式： (10)5.3 系统的整体性能： (11)1、简介1670年，牛顿制备了第一个反射式望远镜。
他使用凹面镜（球面）将光线反射到一个焦点，如图1，2。
这种方法比当时望远镜的放大倍数高出数倍。
图1，2老牛本准备用非球面（抛物面），研磨工艺所限，迫使其采用球面反射镜做主镜：将直径2.5厘米的金属磨制成一个凹面反射镜，并在主镜的焦点前放了一个与主镜成45°的反射镜，使经主镜反射后的会聚光经反射镜后以90°反射出镜筒后到达目镜。
如图3，4。
球面镜虽然会产生一定的象差，但用反射镜代替折射镜却是一个巨大的成功。
所有的巨型望远镜大多属于反射望远镜，牛顿望远镜为反射望远镜的发展辅平了道路。
从牛顿制作出第一架反射望远镜到今天，300多年过去了，人们在其中加入了其他的设计，产生了许多的变形。
例如，在牛顿式望远镜中加入一组透镜，就产生了施密特-牛顿式，除此之外，还有许多的变形，但他们的基本结构都是牛顿式的。
图3，4在今天，世界上一些最为著名的望远镜都是采用牛顿式的结构。
例如，位于巴乐马山天文台的Hale天文望远镜，其主镜的尺寸为5米；W.M. 凯克天文台的Keck天文望远镜，其主镜由36块六角形的镜面拼接，组合成直径10米的主镜；还有哈勃太空望远镜，也是牛顿式望远镜。
牛顿反射望远镜采用抛物面镜作为主镜，光进入镜筒的底端，然后折回开口处的第二反射镜（平面的对角反射镜），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。
牛顿反射望远镜用平面镜替换昂贵笨重的透镜收集和聚焦光线，结构较简单。
望远镜的原理
望远镜（a telescope/binoculars）17世纪初的一天，荷兰小镇的一家眼镜店的主人利伯希（Hans Lippershey），为检查磨制出来的透镜质量，把一块凸面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，于是在无心中发现了望远镜的秘密。
1608年他为自引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。
听说小镇好几十个眼镜匠都宣称发明了望远镜。
概念望远镜的大体原理望远镜是一种用于观察远距离物体的目视，能把远物很小的张角按必然倍率放大，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楚可辨。
所以，望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。
它是一种通过和使入射的平行光束仍维持平行射出的光学系统。
按照望远镜原理一般分为三种。
BOSMA博冠望远镜一种通过搜集电磁波来观察遥远的仪器。
在日常生活中，望远镜主要指。
可是在现代中，天文望远镜包括了射电望远镜，，Ｘ射线和伽吗射线望远镜。
最近几年来天文望远镜的概念又进一步地延伸到了引力波，和的领域。
或再通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。
简介常常利用的还为减小体积和翻转倒像的目的，需要增加，棱镜系统按形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。
个人利用的小型手持式望远镜不宜利用过大放大倍率，一般以3～12倍为宜，倍数过大时，就会变差，同时抖动严重，超过12倍的望远镜一般利用等方式加以固定。
历史与此同时，的天文学家也开始研究望远镜，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面镜组成，与伽利略的望远镜不同，比伽利略望远镜视野宽敞。
但开普勒没有制造他所介绍的望远镜。
沙伊纳于1613年─1617年间第一次制作出了这种望远镜，他还遵循开普勒的建议制造了有第三个凸面镜的望远镜，把二个凸面镜做的望远镜的倒像变成了正像。
牛反望远镜技术参数
1. 口径这是选择天文望远镜时最重要的因素，望远镜的口径是指望远镜物镜的玻璃直径或者是主要的镜片大小，用毫米或者是英寸来表示。
口径越大对于光线的收集的能力就越强，成像就越好。
口径越大呈现出的画面细节也就越清晰，比如：在观测一个M13的球状星云的时候，用4英寸的口径的望远镜需要用150的电源，但是用8英寸的口径的望远镜也用同样的电源，但是星云图像比用4英寸的清晰16倍。
即使是微弱光线下的星星也能看得清楚。
考虑到使用者需要的是一个物美价廉并且便于携带的望远镜，尽可能选择大口径的望远镜。
大口径的望远镜拍下的照片，对比度更高，分辨率更好，并且更加清晰。
塞莱斯特望远镜有“5英寸口径”“8英寸口径”“14英寸口径”。
2.焦距焦距是指在光学系统中从透镜（或者主平面镜）到望远镜焦点的距离（用毫米来表示）。
总的来说，望远镜的焦距越长那么它的吸收光线的能里也就越大，图像成像也越大，视野范围也越小。
例如，一个望远镜的焦距是2000mm，放大倍率是焦距1000mm的两倍，视野范围是它的一半，大多数的望远镜的焦距都是指定的，如果你不知道这个焦距但是你知道焦比，你也可以通过一下公式计算出来：焦距=口径（mm）x焦比，例如：一个8英寸（203.2mm）口径的望远镜，焦比是f/10，则它的焦距就是203.2x10=2032mm。
3.分辨率这是望远镜呈现图像细节的能力，分辨率越高细节呈现就越好，口径越大，的望远镜，如果光学质量好那么分辨率就越高。
4.分辨能力这个涉及到“道斯限制”。
区分出两颗挨得很紧的双子星，理论上望远镜的分辨能力是由4.56除以望远镜的口径决定的。
例如：一个口径为8英寸的分辨能力就是0.6（4.56/8=0.6）直接影响望远镜的分辨能力的因素就是望远镜的口径，因此口径越大的望远镜，分辨能力越好。
然而分辨能力也取决于大气流的影响和人们观察物体的敏锐程度。
5. 对比度理想的图像最大对比度需要被观测的物体的对比度较低，比如：月球和行星。
[光学]DIY牛顿反射式望远镜
[光学]DIY牛顿反射式望远镜
极客迷2012-8-27 12:55| 发布者: maxuejian | 查看: 39167 |原作者: 马雪健
上图为反射式望远镜原理图
上图为折射式望远镜原理图
或许许多人亲手制作过折射式望远镜，即一个凸透镜和一个凹或凸透镜前后放置，便能拉近远处的物体。
但相比之下，反射式望远镜有它自己的优点。
从天文学应用上说，专业反射镜的造价和技术要求要比专业折射镜低得多，并且不存在色差，因此世界上绝大多数的大型望远镜都是折射式。
因此，对于我们来说，了解反射式望远镜的原理也是必要的。
接下来，简单介绍一下制作原理上的牛顿反射式望远镜的方法步骤。
以下步骤仅供参考，实际操作需要根据实际情况自行定夺。
材料(如下图)：凹面镜(物镜)、凸透镜(目镜)、平面镜(副镜)、硬纸板(镜筒)、黑色卡纸(遮光)、胶棒、胶带、剪刀、螺丝刀、螺丝、玻璃刀、尺子、纸笔等
简略步骤：
1.将家用梳妆镜撬开，得到平面镜
2.根据凹面镜规格，用玻璃刀(注意安全!)割出一定大小的平面镜作副镜(在专业望远镜中，这一步骤有着严格的数学依据，且副镜为标准的椭圆，但为了方便，在此便使用矩形副镜，副镜的长为宽的√2倍(即约1.414倍)，宽不超过凹面镜的半径即可)
3.根据凹面镜周长割出两个相应大小硬纸板作上下两节镜筒(分为上下两节是为了镜筒能够伸缩调焦)
4.制作目镜(这里采用了两个手持双筒望远镜物镜(凸透镜)重叠来做目镜，目的是使焦距缩短，而反射式望远镜的放大倍数遵循这样一个公式：放大倍数=物镜(凹面镜)焦距/目镜(凸透镜)焦距，因此缩短目镜焦距能够增加放大倍数)
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牛顿式反射望远镜原理
牛顿式反射望远镜原理
牛顿式反射望远镜是一种光学仪器，由英国科学家艾萨克·牛顿在1671年发明并制成原型。
牛顿式反射望远镜的原理是利用反射光学的原理，在望远镜外部加一面凸面镜（又称
称之为二次镜），将物体的光线反射到侧面的目镜上，形成放大的像。
反射光学与折射光
学相比，更加具有实际应用的意义。
因为反光镜的镜面相对比较容易制造成形，而且可以
避免透光物体光的折射和色散的缺点。
牛顿式反射望远镜的构造由镜筒、凸面镜、主镜、目镜等组成。
凸面镜是安装在镜筒
的侧面，主要用于把光线反射到目镜上。
主镜是镜筒的后面，主要用于把光线汇聚，形成
照射面积较小的光斑，这样可以提高望远镜的光学分辨率，使观察的物体更加清晰。
目镜
则是安装在光路的中央位置，可以调节成满意的观察位置，一般分为2.-24倍，4-50 倍两种倍数。
牛顿式反射望远镜的镜面都是搭配弧度比较小的曲面，因为弧度越小，偏差就越容易
控制。
同时，镜面也具有很好的光学性质，它能够把外界的光线反射到目镜上，并以一定
的倍数放大。
这样就达到了观察远方物体的目的。
除此之外，牛顿式反射望远镜还有一个重要的优点，就是可以避免由于光线通过透光
物体所产生的散射、色散等一系列光学缺点，使得它在天文学研究、星空观测等方面得到
广泛的应用。
总之，牛顿式反射望远镜利用凸面镜和主镜的反射光学原理，可以把外部的光线汇聚，在目镜上放大成像，非常适合用于天文学研究、星空观测等方面。
牛顿反射式望远镜成像原理
牛顿反射式望远镜成像原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊牛顿反射式望远镜那神奇的成像原理。
你说这牛顿反射式望远镜啊，就像是一个超级魔法镜！它能让我们看到遥远的天体，那些星星啊，星系啊，就好像突然被拉近到了眼前。
你看啊，它主要就是靠那面凹面镜来大显身手的。
这凹面镜就像一个超级大收集器，把来自远方的微弱光线统统收集起来。
就好比你在黑夜里拿着一个大网兜，把那些一闪一闪的小星星都给兜进来啦！然后呢，这些光线被凹面镜聚焦到一个点上，形成一个清晰的像。
这多厉害呀！咱平常看东西，离得远了是不是就看不太清楚啦？可这望远镜就不一样咯！它能让那些原本模糊不清的天体变得清晰可见。
这就好像你原本看远处的一个小点点，突然就变成了一个清晰的图案，哇塞，是不是很神奇？而且啊，它的这个成像原理可不像咱平时照镜子那么简单。
那镜子里的你就是你，没啥特别的。
但望远镜里看到的可都是宇宙的奥秘呀！你想想，通过它，我们能看到那些遥远星球上的奇妙景象，说不定还有外星生物在上面蹦跶呢！再打个比方，这牛顿反射式望远镜就像是给我们的眼睛装上了翅膀，能带我们飞到宇宙的深处去探索。
它让我们有机会去了解那些我们从未见过的世界，去感受宇宙的浩瀚和神奇。
你说这是不是很牛？咱人类多聪明啊，能想出这么个厉害的玩意儿来。
要是没有它，我们怎么能看到那么多美丽的星空呢？怎么能对宇宙有这么深入的了解呢？所以啊，朋友们，一定要好好珍惜这个神奇的工具。
有机会的时候，就去用用它，看看那无尽的宇宙，感受一下我们生活的这个世界是多么的渺小，而宇宙又是多么的广阔和神秘。
别整天就知道低头玩手机啦，抬头看看星空，说不定会有不一样的收获呢！你说是不是呀？反正我是这么觉得的。
这牛顿反射式望远镜的成像原理，真的是太有趣太神奇啦！。
天文望远镜基础知识
天文望远镜基础知识天文望远镜的光学系统根据物镜的结构不同，天文望远镜大致可以分为三大类：以透镜作为物镜的，称为折射望远镜；用反射镜作为物镜的，称为反射望远镜；既包含透镜，又有反射镜的，称为折反射望远镜。
往往有的天文爱好者买了一块透镜，以为这就解决了望远镜的物镜问题。
其实，一块透镜成像会产生象差，现在，正规的折射天文望远镜的物镜大都由2～4块透镜组成。
相比之下，折射天文望远镜用途较广，使用方便，比较适合做天文普及工作。
反射望远镜的光路可分为牛顿系统和卡塞格林系统等。
一般说来，对天文普及工作，特别是对观测经验不足的爱好者来说，牛顿式反射望远镜使用起来不太方便，其物镜又需经常镀膜，维护起来也麻烦。
折反射望远镜是由透镜和反射镜组成。
天体的光线要受到折射和反射。
这类望远镜具有光力强，视场大和能消除几种主要像差的优点。
这类望远镜又分施密特系统、马克苏托夫系统和施密特卡塞格林系统等。
根据我们多年实践的经验，中国科学院南京天文仪器厂生产的120折射天文望远镜对于天文普及工作和广大天文爱好者来说，是一种既方便又实用的仪器。
望远镜的光学性能在天文观测的对象中，有的天体有视面，有的没有可分辨的视面；有的天体光极强，有的又特微弱；有的是自己发光，有的是反射光。
观测者应根据观测目的，选用不同的望远镜，或采用不同的方法进行观测；一般说来，普及性的天文观测多属于综合性的，要考虑“一镜多用”。
选择天文望远镜时，一定要充分了解它的基本光学性能。
口径--指物镜的有效直径，常用D来表示；相对口径--指物镜的有效口径和它的焦距之比，也称为焦比，常用A表示；即A＝D/F。
一般说来，折射望远镜的相对口径都比较小，通常在1/15～1/20，而反射望远镜的相对口径都比较大，通常在1/3.5～1/5。
观测有一定视面的天体时，其视面的线大小和F成正比，其面积与F2成正比。
象的光度与收集到的光量成正比，即与D2成正比，和象的面积成反比，即与F2成反比。
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关于望远镜的牛顿反射系统
通俗理解，望远镜的工作原理是利用一个凹的抛物面反射镜将进入镜头的光线汇聚后反射到位于镜筒前端的一个平面镜上，然后再由这个平面镜将光线反射到镜筒外的目镜里，这样我们便可以观测到星空的影像。
全球第一架望远镜诞生于1668年，名为牛顿反射望远镜。
相信，有部分天文爱好者对它不是很了解，下面，中国望远镜交易网小编陪同大家一起来认识下牛顿反射望远镜。
首先，牛顿系统是反射系统中最简单的光学系统。
牛顿反射望远镜由牛顿经过多次磨制非球面的透镜均告失败后，决定采用球面反射镜作为主镜。
这种系统称为牛顿式反射望远镜。
反射望远镜在天文望远镜中应用十分广泛。
由于这种系统对玻璃材料在光学性能上没有特殊要求，光线不需透过材料本身，而重量较轻无色差又是反射镜的一大优点，因此大口径的望远镜都采用反射式。
另外，它的结构简单，磨制比较容易，成本低廉。
国内外爱好者自制的天文望远镜大多采用此系统。
但由于轴外像差较大，视场不宜做得过大，且眼望方向与镜筒指向方向不一致，使观测者寻星较为困难。
但是，相对孔径较大的抛物面牛顿系统，往往被采用作为口径较大的物镜系统，其像质优良，光力强对拍摄视场不大的视面天体十分合用。
反射式天文望远镜有许多优点，牛顿系统是反射
系统望远镜的优点如下：
1.由于反射镜的造价要比透镜低的多，因此对于大口径的望远镜来说，经常做成反射式的，而不是笨重的折射式。
便携式设计的反射望远镜，虽然镜筒只有500mm，但焦距却可以达到1000mm。
牛顿式反射镜的焦比可以达到f/4到f/8，非常适合观测那些暗弱的河外星系、星云。
2.有些时候用这种望远镜观测月亮和行星也是很适合的。
如果要进行拍照，使用牛顿式望远镜时非常好的。
但是使用起来要比折反式望远镜要麻烦一点。
牛顿式结构可以很好的会聚光线，在焦点处得到一个非常明亮的像。
中国望远镜交易网调查发现，现代的大型反射望远镜，大都通过镜面的变换，在同一个望远镜上得到不同的系统，以用于不同的观测项目。
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