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折射望远镜

折射望遠鏡是一種使用透鏡物鏡,利用屈光成像的望遠鏡。折射望遠鏡最初的設計是用於偵查和天文觀測,但也用於其他設備上,例如雙筒望遠鏡、長焦距的遠距離照像攝影機鏡頭。较常用的折射望远镜的光学系统有两种形式:即伽利略望远镜和开普勒望远镜,其优点是成像比较鲜明、锐利;缺点是有色差[1]

1848年建成的辛辛那提天文台折射望遠鏡影像。
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/78/PosterRefractorEq.png 页面存档备份,存于互联网档案馆
Apochromatic refractor

發明

折射鏡是光學望遠鏡最早的形式,第一架實用的折射望遠鏡大約在1605年出現在荷蘭,由三個不同的人,密德堡的眼鏡製造者漢斯·李普希查哈里亞斯·楊森英语Zacharias Janssen阿克馬雅各·梅提斯英语Jacob Metius,各自獨立發明的。伽利略在1609年5月左右在威尼斯偶然聽說了這個發明,就依據自己對折射作用的理解,改進並做出了自己的望遠鏡。然後伽利略將他的發明細節公諸於世,並且在全體的議會中將其儀器向當時的威尼斯大公多納托展示[2][3]。伽利略也許聲稱獨立地發明了折射望遠鏡,而沒有聽到別人也做了相同或相似的儀器。

折射望遠鏡的設計

 

一架折射望遠鏡有兩個基本的元件,做為物鏡凸透鏡目鏡,折射望遠鏡中的物鏡,將光線折射且聚焦到鏡子的後端。折射可以將光線匯聚在光軸的焦點上,這樣可以使遠方的物體看得更亮、更清晰和更大。不過折射望遠鏡有著色差跟場曲像差需要進行修正。

伽利略望遠鏡

與伽利略設計出來的原始形式相同的望遠鏡都稱為伽利略望遠鏡。他使用凸透鏡做物鏡,和使用凹透鏡的目鏡。伽利略望遠鏡的影像是正立的,但視野受到限制,有色差適眼距也不佳。

开普勒望遠鏡

开普勒望遠鏡开普勒改善了伽利略的設計,在1611年發明的。他改使用一個凸透鏡作為目鏡而不是伽利略原來用的一個凹透鏡。這樣安排的好處是從目鏡射出的光線是匯聚的,可以有較大的視野和更大的適眼距,但是看見的影像是倒轉的。這種設計可以達到更高的倍率,但需要很高的焦比才能克服單純由物鏡造成的畸變。(約翰·赫維留建造焦長45公尺的折射鏡。)這種設計也使用在顯微鏡在焦平面上(用於測量被觀測的兩個物體之間角距離的大小)。

消色差折射鏡

消色差的折射鏡是在1733年由一位英國律師切斯特·穆爾·霍爾發明的,雖然專利權給了另一位獨立發明的約翰·多倫德。這項設計使用兩片玻璃 (有不同色散度的冕牌玻璃燧石玻璃) 做物鏡,降低了色差球面像差。兩片玻璃的每一個面都要拋光,然後組合在一起。消色差透鏡可以讓兩種不同波長(通常是紅色和藍色)的光,都能聚焦在相同的焦平面上。

高度消色差折射鏡

高度消色差折射鏡使用特別的材料,特別低色散度的材料,來製造物鏡。他的設計能讓三種不同的顏色(通常是紅色、綠色和藍色)匯聚在相同的焦平面上,顏色的殘差錯誤(二級光譜)比消色差透鏡少了一個數量級。這種望遠鏡的主鏡是含氟的螢石或是低色散(ED)玻璃的透鏡,產生非常清晰沒有色差的影像。這種望遠鏡在業餘天文望遠鏡的市場中是非常高價值的產品。高度消色差折光鏡的口徑已經可以做到553毫米的直徑,但多數仍在80~152毫米之間。

技術的考量

折射望遠鏡曾經因為高度殘餘的色差球面像差和場曲像差而飽受責難,短焦的情況比長焦的更為嚴重。一架4英吋F/6的消色差折光鏡,仍可能出現不能忽視的彩色的散述現象(通常會有紫色的光暈在明亮的天體附近),而4英吋F/16的就只會有少許的色散。

在非常大口徑的折光鏡,還有鏡片沉陷的問題,這是重力使玻璃變形的結果。玻璃的瑕疵是更進一步的問題,被困在玻璃內的空氣、氣泡或條纹。另外,玻璃對某些波長是不透明的,即使是可見光也會在進出介面與穿透時因吸收和折射而黯淡。這些問題大多數都可以因為改用反射鏡而消除或降低,而且還可以製造更大的口徑。

值得推崇的折射望遠鏡

相關條目

参考来源

  1. ^ 天文望远镜的种类 互联网档案馆的,存档日期2013-05-31.
  2. ^ The First Telescopes. American Institute of Physics. [15 July 2015]. (原始内容于2015-11-05). 
  3. ^ Physics for Scientists and Engineers, Refractors were the earliest type of optical telescope. Raymond A. Serway. [15 July 2015]. (原始内容于2019-05-02). 

折射望远镜, 此條目需要补充更多来源, 2013年3月19日, 请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目, 无法查证的内容可能會因為异议提出而被移除, 致使用者, 请搜索一下条目的标题, 来源搜索, 网页, 新闻, 书籍, 学术, 图像, 以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源, 判定指引, 折射望遠鏡是一種使用透鏡做物鏡, 利用屈光成像的望遠鏡, 折射望遠鏡最初的設計是用於偵查和天文觀測, 但也用於其他設備上, 例如雙筒望遠鏡, 長焦距的遠距離照像攝影機鏡頭, 较常用的的光学系统有两种形式, 即伽利略望远镜和开普. 此條目需要补充更多来源 2013年3月19日 请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目 无法查证的内容可能會因為异议提出而被移除 致使用者 请搜索一下条目的标题 来源搜索 折射望远镜 网页 新闻 书籍 学术 图像 以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源 判定指引 折射望遠鏡是一種使用透鏡做物鏡 利用屈光成像的望遠鏡 折射望遠鏡最初的設計是用於偵查和天文觀測 但也用於其他設備上 例如雙筒望遠鏡 長焦距的遠距離照像攝影機鏡頭 较常用的折射望远镜的光学系统有两种形式 即伽利略望远镜和开普勒望远镜 其优点是成像比较鲜明 锐利 缺点是有色差 1 1848年建成的辛辛那提天文台折射望遠鏡影像 http upload wikimedia org wikipedia commons 7 78 PosterRefractorEq png 页面存档备份 存于互联网档案馆 Apochromatic refractor 目录 1 發明 2 折射望遠鏡的設計 3 伽利略望遠鏡 4 开普勒望遠鏡 5 消色差折射鏡 6 高度消色差折射鏡 7 技術的考量 8 值得推崇的折射望遠鏡 9 相關條目 10 参考来源發明 编辑主条目 望远镜史 折射鏡是光學望遠鏡最早的形式 第一架實用的折射望遠鏡大約在1605年出現在荷蘭 由三個不同的人 密德堡的眼鏡製造者漢斯 李普希和查哈里亞斯 楊森 英语 Zacharias Janssen 阿克馬的雅各 梅提斯 英语 Jacob Metius 各自獨立發明的 伽利略在1609年5月左右在威尼斯偶然聽說了這個發明 就依據自己對折射作用的理解 改進並做出了自己的望遠鏡 然後伽利略將他的發明細節公諸於世 並且在全體的議會中將其儀器向當時的威尼斯大公多納托展示 2 3 伽利略也許聲稱獨立地發明了折射望遠鏡 而沒有聽到別人也做了相同或相似的儀器 折射望遠鏡的設計 编辑 一架折射望遠鏡有兩個基本的元件 做為物鏡的凸透鏡和目鏡 折射望遠鏡中的物鏡 將光線折射且聚焦到鏡子的後端 折射可以將光線匯聚在光軸的焦點上 這樣可以使遠方的物體看得更亮 更清晰和更大 不過折射望遠鏡有著色差跟場曲像差需要進行修正 伽利略望遠鏡 编辑與伽利略設計出來的原始形式相同的望遠鏡都稱為伽利略望遠鏡 他使用凸透鏡做物鏡 和使用凹透鏡的目鏡 伽利略望遠鏡的影像是正立的 但視野受到限制 有色差 適眼距也不佳 开普勒望遠鏡 编辑开普勒望遠鏡是开普勒改善了伽利略的設計 在1611年發明的 他改使用一個凸透鏡作為目鏡而不是伽利略原來用的一個凹透鏡 這樣安排的好處是從目鏡射出的光線是匯聚的 可以有較大的視野和更大的適眼距 但是看見的影像是倒轉的 這種設計可以達到更高的倍率 但需要很高的焦比才能克服單純由物鏡造成的畸變 約翰 赫維留建造焦長45公尺的折射鏡 這種設計也使用在顯微鏡在焦平面上 用於測量被觀測的兩個物體之間角距離的大小 消色差折射鏡 编辑主条目 消色差望遠鏡 消色差的折射鏡是在1733年由一位英國律師切斯特 穆爾 霍爾發明的 雖然專利權給了另一位獨立發明的約翰 多倫德 這項設計使用兩片玻璃 有不同色散度的冕牌玻璃和燧石玻璃 做物鏡 降低了色差和球面像差 兩片玻璃的每一個面都要拋光 然後組合在一起 消色差透鏡可以讓兩種不同波長 通常是紅色和藍色 的光 都能聚焦在相同的焦平面上 高度消色差折射鏡 编辑主条目 複消色差透鏡 高度消色差折射鏡使用特別的材料 特別低色散度的材料 來製造物鏡 他的設計能讓三種不同的顏色 通常是紅色 綠色和藍色 匯聚在相同的焦平面上 顏色的殘差錯誤 二級光譜 比消色差透鏡少了一個數量級 這種望遠鏡的主鏡是含氟的螢石或是低色散 ED 玻璃的透鏡 產生非常清晰沒有色差的影像 這種望遠鏡在業餘天文望遠鏡的市場中是非常高價值的產品 高度消色差折光鏡的口徑已經可以做到553毫米的直徑 但多數仍在80 152毫米之間 技術的考量 编辑折射望遠鏡曾經因為高度殘餘的色差 球面像差和場曲像差而飽受責難 短焦的情況比長焦的更為嚴重 一架4英吋F 6的消色差折光鏡 仍可能出現不能忽視的彩色的散述現象 通常會有紫色的光暈在明亮的天體附近 而4英吋F 16的就只會有少許的色散 在非常大口徑的折光鏡 還有鏡片沉陷的問題 這是重力使玻璃變形的結果 玻璃的瑕疵是更進一步的問題 被困在玻璃內的空氣 氣泡或條纹 另外 玻璃對某些波長是不透明的 即使是可見光也會在進出介面與穿透時因吸收和折射而黯淡 這些問題大多數都可以因為改用反射鏡而消除或降低 而且還可以製造更大的口徑 值得推崇的折射望遠鏡 编辑葉凱士天文臺 100cm 瑞典太陽望遠鏡 100cm 利克天文台 91cm 巴黎天文台 83cm 62cm 尼斯天文台 76cm 羅威爾天文台 24 in 塞波特天文和科學中心 20 in 8 in 法國 尼斯天文台的76 公分 折射鏡 加州奧克蘭塞波特天文和科學中心天文台的20 英吋折射鏡 加州奧克蘭塞波特天文和科學中心天文台的8 英吋折射鏡 維也納大學天文台的68 公分折射鏡 相關條目 编辑反射望遠鏡 折反射望遠鏡 天體攝影儀 大光學折射望遠鏡列表 這些望遠鏡的全盛時期是19世紀 参考来源 编辑 天文望远镜的种类 互联网档案馆的存檔 存档日期2013 05 31 The First Telescopes American Institute of Physics 15 July 2015 原始内容存档于2015 11 05 Physics for Scientists and Engineers Refractors were the earliest type of optical telescope Raymond A Serway 15 July 2015 原始内容存档于2019 05 02 取自 https zh wikipedia org w index php title 折射望远镜 amp oldid 68055032, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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