1、望遠鏡看(kan)的(de)(de)(de)(de)遠(yuan)近與人的(de)(de)(de)(de)視(shi)(shi)(shi)(shi)力(li)(li)有關。例如視(shi)(shi)(shi)(shi)力(li)(li)表上(shang)的(de)(de)(de)(de)字(zi)母:“E” 放在5米(mi)(mi)遠(yuan)測試的(de)(de)(de)(de)時候,視(shi)(shi)(shi)(shi)力(li)(li)好的(de)(de)(de)(de)人可(ke)(ke)以(yi)看(kan)見(jian)(jian)(jian)最下(xia)(xia)面的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)行,近視(shi)(shi)(shi)(shi)眼(yan)的(de)(de)(de)(de)人可(ke)(ke)能(neng)(neng)只能(neng)(neng)看(kan)見(jian)(jian)(jian)前面的(de)(de)(de)(de)幾行大(da)“E”。如果(guo)把視(shi)(shi)(shi)(shi)力(li)(li)表放到(dao)50米(mi)(mi)遠(yuan),用(yong)10倍的(de)(de)(de)(de)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing),相當于(yu)拉近了(le)10倍(和5米(mi)(mi)遠(yuan)一(yi)(yi)樣)。視(shi)(shi)(shi)(shi)力(li)(li)好的(de)(de)(de)(de)人仍(reng)然(ran)可(ke)(ke)以(yi)看(kan)見(jian)(jian)(jian)最下(xia)(xia)面的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)行,近視(shi)(shi)(shi)(shi)眼(yan)的(de)(de)(de)(de)人還是(shi)只能(neng)(neng)看(kan)見(jian)(jian)(jian)前面的(de)(de)(de)(de)幾行大(da)“E”,最下(xia)(xia)面的(de)(de)(de)(de)還是(shi)看(kan)不清楚。近視(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)人會(hui)說這(zhe)(zhe)個(ge)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)看(kan)不到(dao)50米(mi)(mi),連(lian)最下(xia)(xia)面的(de)(de)(de)(de)字(zi)母都看(kan)不清楚,而視(shi)(shi)(shi)(shi)力(li)(li)好的(de)(de)(de)(de)人會(hui)說這(zhe)(zhe)個(ge)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)很(hen)好,連(lian)50米(mi)(mi)處視(shi)(shi)(shi)(shi)力(li)(li)表最下(xia)(xia)面的(de)(de)(de)(de)E還是(shi)看(kan)的(de)(de)(de)(de)很(hen)清楚。你能(neng)(neng)說這(zhe)(zhe)個(ge)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)只能(neng)(neng)看(kan)50米(mi)(mi)嗎?
2、望遠(yuan)鏡看(kan)(kan)的(de)遠(yuan)近(jin)(jin)與物體大小有關。例如(ru):1000米處(chu)(chu)(chu)(chu)有一個(ge)螞蟻(yi),你用(yong)10倍(bei)的(de)望遠(yuan)鏡,相(xiang)當于把螞蟻(yi)拉近(jin)(jin)到(dao)100米處(chu)(chu)(chu)(chu)看(kan)(kan),你肯(ken)定還是(shi)(shi)看(kan)(kan)不(bu)(bu)到(dao)。你能不(bu)(bu)能說這個(ge)望遠(yuan)鏡看(kan)(kan)不(bu)(bu)到(dao)1000米?如(ru)果在1000米處(chu)(chu)(chu)(chu)是(shi)(shi)個(ge)人,你用(yong)10倍(bei)的(de)望遠(yuan)鏡,相(xiang)當于把人拉近(jin)(jin)到(dao)100米處(chu)(chu)(chu)(chu)看(kan)(kan),你肯(ken)定看(kan)(kan)的(de)很(hen)清(qing)楚。用(yong)望遠(yuan)鏡可以很(hen)清(qing)楚的(de)看(kan)(kan)見(jian)38萬公里處(chu)(chu)(chu)(chu)月亮的(de)環行山,卻看(kan)(kan)不(bu)(bu)見(jian)離我們近(jin)(jin)得(de)多的(de)地(di)球衛星,就是(shi)(shi)這個(ge)道理。
3、望(wang)遠鏡(jing)看的(de)(de)遠近與空氣(qi)質(zhi)量有關。例如(ru)用同(tong)一架望(wang)遠鏡(jing),同(tong)一個人觀察1000米處的(de)(de)廣告牌。在雨后、有太(tai)陽晴朗的(de)(de)天氣(qi)下,可以清(qing)(qing)(qing)楚的(de)(de)看清(qing)(qing)(qing)楚廣告牌上的(de)(de)小字。而在陰(yin)天無太(tai)陽、空氣(qi)中有汽車尾氣(qi)、灰塵的(de)(de)情況下,可能就(jiu)看不清(qing)(qing)(qing)楚。更進一步,如(ru)果有霧(wu),也(ye)就(jiu)是空氣(qi)中有大(da)量懸浮顆粒,能見度(du)降(jiang)低,你可能連5米也(ye)看不到。這就(jiu)是大(da)霧(wu)天氣(qi)為什(shen)么封鎖高速公路的(de)(de)原因。
4、望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)看的(de)(de)遠(yuan)(yuan)(yuan)近與望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)本(ben)身品質有關(guan)。兩(liang)個望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)一樣的(de)(de)參數(shu)(倍(bei)數(shu),口徑,視(shi)野范圍(wei)視(shi)場(chang),出(chu)瞳距(ju)離,出(chu)瞳直徑),大小(xiao)外型完全相同的(de)(de)望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing),價(jia)格可能相差幾(ji)倍(bei)甚(shen)至更多,這沒有什么奇怪(guai)的(de)(de)。望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)價(jia)格和倍(bei)數(shu)關(guan)系不(bu)大,軍用望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)幾(ji)乎沒有超(chao)過10倍(bei)的(de)(de)。望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)片(pian)、棱鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)、鍍(du)膜、結構件(jian)決(jue)定了望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)品質。好的(de)(de)望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)透光率可以(yi)達(da)到90%以(yi)上,差的(de)(de)望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)只有50%-60%,差的(de)(de)望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)看天空明顯邊暗。
看(kan)(kan)(kan)到這里你應該明白為什(shen)么望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)沒有看(kan)(kan)(kan)的(de)遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)近這個數據?只(zhi)要(yao)有無(wu)限大的(de)物體,望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)就可(ke)(ke)以看(kan)(kan)(kan)無(wu)限遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。幾百光年的(de)星球(qiu),我們(men)不用(yong)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)都(dou)可(ke)(ke)以看(kan)(kan)(kan)見(jian)(jian)(jian),用(yong)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)同樣能看(kan)(kan)(kan)見(jian)(jian)(jian)。月亮(liang)都(dou)離我們(men)很遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(38萬(wan)公里),我們(men)用(yong)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)也可(ke)(ke)以看(kan)(kan)(kan)見(jian)(jian)(jian)。但分子(zi),原子(zi)等(deng)無(wu)論你用(yong)多好的(de)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing),多么近的(de)距(ju)離,也看(kan)(kan)(kan)不見(jian)(jian)(jian),為什(shen)么?因為它們(men)太小!
望遠鏡(jing)是一種用于觀(guan)察(cha)遠距離物(wu)體的目視光學儀(yi)器,能把遠物(wu)很小的張(zhang)角按一定倍(bei)率(lv)放大,使之在(zai)像空間具有較(jiao)大的張(zhang)角,使本來(lai)無法用肉眼看清(qing)或分辨(bian)(bian)的物(wu)體變清(qing)晰可辨(bian)(bian)。所以,望遠鏡(jing)是天文和地(di)面觀(guan)測中不可缺少的工(gong)具。它是一種通過物(wu)鏡(jing)和目鏡(jing)使入射(she)的平(ping)行(xing)光束(shu)仍保(bao)持平(ping)行(xing)射(she)出的光學系統(tong)。一般分為三(san)種。
折射望(wang)遠鏡是用透(tou)鏡作(zuo)物鏡的望(wang)遠鏡。分為兩種類(lei)型:由(you)凹透(tou)鏡作(zuo)目鏡的稱伽利略望(wang)遠鏡。由(you)凸透(tou)鏡作(zuo)目鏡的稱開(kai)普勒望(wang)遠鏡。
伽(jia)利略(lve)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)是物(wu)鏡(jing)(jing)(jing)是凸透鏡(jing)(jing)(jing)而(er)目(mu)(mu)(mu)鏡(jing)(jing)(jing)是凹透鏡(jing)(jing)(jing)的(de)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)。光線(xian)經(jing)過(guo)物(wu)鏡(jing)(jing)(jing)折(zhe)射所成的(de)實像在目(mu)(mu)(mu)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)后方(靠(kao)近(jin)人目(mu)(mu)(mu)的(de)后方)焦點(dian)上,這像對(dui)目(mu)(mu)(mu)鏡(jing)(jing)(jing)是一個虛像,因此經(jing)它(ta)(ta)折(zhe)射后成一放大(da)的(de)正(zheng)立虛像。伽(jia)利略(lve)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)放大(da)率(lv)等于物(wu)鏡(jing)(jing)(jing)焦距(ju)與(yu)目(mu)(mu)(mu)鏡(jing)(jing)(jing)焦距(ju)的(de)比值。其優點(dian)是鏡(jing)(jing)(jing)筒短而(er)能成正(zheng)像,但它(ta)(ta)的(de)視(shi)野比較(jiao)小。把兩個放大(da)倍數不高(gao)的(de)伽(jia)利略(lve)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)并列一起、中(zhong)間用一個螺栓鈕可(ke)以同(tong)時調節其清晰(xi)程度的(de)裝(zhuang)置(zhi),稱為(wei)“觀(guan)(guan)劇鏡(jing)(jing)(jing)”。因攜帶方便(bian),常(chang)用以觀(guan)(guan)看表演(yan)等。伽(jia)利略(lve)發明的(de)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)在人類(lei)認識自然的(de)歷史中(zhong)占有重要地位(wei)。其優點(dian)是結(jie)構簡單,能直接(jie)成正(zheng)像。
開普(pu)勒望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)由兩個凸透鏡(jing)(jing)構成(cheng)。由于兩者之(zhi)間有(you)一個實像(xiang),可(ke)方便的(de)安裝分劃板,并且各種(zhong)性能優良(liang),所(suo)以(yi)目(mu)前軍用望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing),小型天(tian)文望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)等專業級的(de)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)都采(cai)用此(ci)種(zhong)結構。但(dan)這種(zhong)結構成(cheng)像(xiang)是(shi)倒立的(de),所(suo)以(yi)要在中間增加正像(xiang)系統。
正(zheng)(zheng)(zheng)像(xiang)系(xi)(xi)統分為兩(liang)類:棱鏡(jing)正(zheng)(zheng)(zheng)像(xiang)系(xi)(xi)統和透(tou)鏡(jing)正(zheng)(zheng)(zheng)像(xiang)系(xi)(xi)統。我們常見的(de)前寬后窄的(de)典型雙(shuang)(shuang)筒(tong)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)既(ji)采用(yong)了(le)(le)雙(shuang)(shuang)直角棱鏡(jing)正(zheng)(zheng)(zheng)像(xiang)系(xi)(xi)統。這(zhe)種(zhong)系(xi)(xi)統的(de)優點是在正(zheng)(zheng)(zheng)像(xiang)的(de)同時將(jiang)光軸(zhou)兩(liang)次折疊,從而(er)大(da)大(da)減小(xiao)了(le)(le)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)體積(ji)和重量(liang)。透(tou)鏡(jing)正(zheng)(zheng)(zheng)像(xiang)系(xi)(xi)統采用(yong)一(yi)組復雜的(de)透(tou)鏡(jing)來將(jiang)像(xiang)倒轉,成本較高。
因單透鏡(jing)(jing)物鏡(jing)(jing)色(se)差和球差都相當嚴重,現代(dai)的(de)(de)折射望遠鏡(jing)(jing)常用(yong)兩(liang)塊或兩(liang)塊以上(shang)的(de)(de)透鏡(jing)(jing)組作物鏡(jing)(jing)。其中以雙透鏡(jing)(jing)物鏡(jing)(jing)應用(yong)最(zui)普遍。它由相距很(hen)近的(de)(de)一塊冕(mian)牌玻璃制(zhi)成的(de)(de)凸透鏡(jing)(jing)和一塊火(huo)石玻璃制(zhi)成的(de)(de)凹透鏡(jing)(jing)組成,對兩(liang)個特定的(de)(de)波(bo)長(chang)完(wan)全消除位置色(se)差,對其余波(bo)長(chang)的(de)(de)位置色(se)差也可相應減(jian)弱,如圖2所示。
在滿足一(yi)定設計條件時,還(huan)可(ke)消去(qu)球差和彗差。由(you)于剩余色差和其他像差的(de)(de)影響(xiang),雙(shuang)透(tou)鏡(jing)物(wu)鏡(jing)的(de)(de)相(xiang)對口(kou)徑較小,一(yi)般為1/15-1/20,很少大于1/7,可(ke)用(yong)視場也(ye)不大。口(kou)徑小于8厘米(mi)的(de)(de)雙(shuang)透(tou)鏡(jing)物(wu)鏡(jing)可(ke)將兩塊透(tou)鏡(jing)膠(jiao)合在一(yi)起,稱雙(shuang)膠(jiao)合物(wu)鏡(jing) ,留有一(yi)定間(jian)隙未膠(jiao)合的(de)(de)稱雙(shuang)分離(li)物(wu)鏡(jing)。
為了增(zeng)大相對(dui)口徑和視(shi)場,可采用(yong)多透鏡物鏡組(zu)。對(dui)于伽利略望遠鏡來說(shuo),結(jie)構(gou)非常簡單(dan),光(guang)能損失少(shao)。鏡筒(tong)短,很輕便。而且成正像(xiang),但倍數小視(shi)野窄,一般(ban)用(yong)于觀劇(ju)鏡和玩(wan)具(ju)望遠鏡。對(dui)于開(kai)普勒(le)望遠鏡來說(shuo),需要在(zai)物鏡后面添加(jia)棱鏡組(zu)或(huo)透鏡組(zu)來轉(zhuan)像(xiang),使(shi)眼睛觀察(cha)到的(de)是正像(xiang)。一般(ban)的(de)折射望遠鏡都是采用(yong)開(kai)普勒(le)結(jie)構(gou)。
由于(yu)折射望(wang)遠鏡(jing)的成像質(zhi)量(liang)比反射望(wang)遠鏡(jing)好,視場大,使用(yong)方便,易于(yu)維護(hu),中小型天文望(wang)遠鏡(jing)及許多(duo)專(zhuan)用(yong)儀器多(duo)采(cai)用(yong)折射系統,但(dan)大型折射望(wang)遠鏡(jing)制造起來比反射望(wang)遠鏡(jing)困難(nan)(nan)得多(duo),因為冶(ye)煉大口(kou)徑的優(you)質(zhi)透鏡(jing)非常困難(nan)(nan),且存(cun)在玻(bo)璃對光(guang)線的吸收問題,所以大口(kou)徑望(wang)遠鏡(jing)都采(cai)用(yong)反射式。
反(fan)射(she)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)是用凹面反(fan)射(she)鏡(jing)作(zuo)物鏡(jing)的望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)。可分為牛(niu)頓(dun)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)卡塞格林望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)等(deng)幾種(zhong)類型。
其中牛頓(dun)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)原(yuan)理是使用一個(ge)(ge)彎曲的(de)(de)鏡(jing)(jing)(jing)面(mian)將光(guang)線(xian)反(fan)射到一個(ge)(ge)焦點(dian)上。這種設(she)計(ji)方法比使用透(tou)鏡(jing)(jing)(jing)將物體(ti)放大的(de)(de)倍數(shu)高出(chu)數(shu)倍。它(ta)采用拋物面(mian)鏡(jing)(jing)(jing)作(zuo)為主鏡(jing)(jing)(jing),光(guang)進入鏡(jing)(jing)(jing)筒的(de)(de)底端,然后(hou)折回(hui)開口處的(de)(de)第二(er)反(fan)射鏡(jing)(jing)(jing)(平(ping)面(mian)的(de)(de)對角反(fan)射鏡(jing)(jing)(jing)),再(zai)次改變方向(xiang)進入目鏡(jing)(jing)(jing)焦平(ping)面(mian)。目鏡(jing)(jing)(jing)為便(bian)于觀察,被安置(zhi)靠近望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)鏡(jing)(jing)(jing)筒頂部的(de)(de)側方,如圖(tu)3所示。牛頓(dun)反(fan)射望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)用平(ping)面(mian)鏡(jing)(jing)(jing)替換昂貴笨重的(de)(de)透(tou)鏡(jing)(jing)(jing)收(shou)集(ji)和聚焦光(guang)線(xian),從而(er)降低(di)了成本。
牛(niu)(niu)頓反射望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)系統擁有焦距長(chang)達1000mm而仍然相對地緊(jin)湊和便攜。因(yin)為(wei)主鏡(jing)被暴(bao)露在空(kong)氣和塵土中,牛(niu)(niu)頓反射器望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)要求更(geng)多維護與(yu)保(bao)養。然而,這(zhe)個(ge)(ge)小缺(que)點不阻(zu)礙這(zhe)個(ge)(ge)類型望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)大眾化,對于那些想要一(yi)臺價格經(jing)濟,但仍然可以(yi)解決觀(guan)測微弱,遙遠(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)目標的(de)(de)(de)用戶來(lai)(lai)說,牛(niu)(niu)頓反射望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)是一(yi)個(ge)(ge)理(li)想的(de)(de)(de)選(xuan)擇(ze)。由于光(guang)學系統的(de)(de)(de)原理(li),牛(niu)(niu)頓望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)成像(xiang)是一(yi)個(ge)(ge)倒像(xiang),倒像(xiang)并不影響天(tian)文觀(guan)測,因(yin)此牛(niu)(niu)頓反射望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)是天(tian)文學使用的(de)(de)(de)最(zui)佳選(xuan)擇(ze)。通過正像(xiang)鏡(jing)等(deng)附加鏡(jing)頭,可以(yi)將(jiang)圖(tu)像(xiang)校正過來(lai)(lai),但會降低(di)成像(xiang)質量。
卡塞格林望遠鏡有拋物面鏡的主鏡,和雙曲面的次鏡將光線反射并穿過主鏡中心的孔洞,折疊光學的設計使鏡筒的長度緊縮。在小望遠鏡和照相機的鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭,次鏡(jing)(jing)(jing)(jing)通常(chang)安裝在封閉望遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)筒的透明光學玻璃板上的光學平臺。這樣的裝置可以消除蜘(zhi)蛛型(xing)支撐(cheng)架(jia)造成的"星狀"散(san)射效應。封閉鏡(jing)(jing)(jing)(jing)筒雖(sui)然會(hui)造成集(ji)光量的損失,但鏡(jing)(jing)(jing)(jing)筒可以保(bao)持干(gan)凈(jing),主鏡(jing)(jing)(jing)(jing)也能得到保(bao)護。
它利(li)用雙(shuang)曲(qu)(qu)面(mian)(mian)和(he)拋(pao)(pao)物(wu)面(mian)(mian)反(fan)(fan)射的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)些特(te)性,凹面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)拋(pao)(pao)物(wu)面(mian)(mian)反(fan)(fan)射鏡(jing)(jing)可以將(jiang)(jiang)平(ping)行(xing)于光軸入射的(de)(de)(de)(de)所有(you)(you)(you)光線匯(hui)聚在(zai)單一(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)上-焦(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)(dian)(dian)(dian)。凸面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)曲(qu)(qu)面(mian)(mian)反(fan)(fan)射鏡(jing)(jing)有(you)(you)(you)兩個(ge)焦(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)(dian)(dian)(dian),會(hui)將(jiang)(jiang)所有(you)(you)(you)通過其(qi)中(zhong)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)焦(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)光線反(fan)(fan)射至(zhi)另(ling)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)焦(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)(dian)(dian)(dian)上。這(zhe)一(yi)(yi)(yi)(yi)類型望(wang)遠鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)片在(zai)設計(ji)上會(hui)安放在(zai)共享一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)焦(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)上,以便光線能在(zai)雙(shuang)曲(qu)(qu)面(mian)(mian)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)焦(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)(dian)(dian)(dian)上成像以便觀測,通常外部的(de)(de)(de)(de)目(mu)鏡(jing)(jing)也會(hui)在(zai)這(zhe)個(ge)點(dian)(dian)(dian)(dian)上。拋(pao)(pao)物(wu)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)主鏡(jing)(jing)將(jiang)(jiang)進入望(wang)遠鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)平(ping)行(xing)光線反(fan)(fan)射并(bing)匯(hui)聚在(zai)焦(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)(dian)(dian)(dian)上,這(zhe)個(ge)點(dian)(dian)(dian)(dian)也是雙(shuang)曲(qu)(qu)線面(mian)(mian)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)焦(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)(dian)(dian)(dian)。然后雙(shuang)曲(qu)(qu)面(mian)(mian)鏡(jing)(jing)將(jiang)(jiang)這(zhe)些光線反(fan)(fan)射至(zhi)另(ling)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)焦(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)(dian)(dian)(dian),就可以在(zai)那(nei)兒觀察影像。
反射(she)(she)(she)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)優點(dian)(dian)是(shi)不存在色(se)差(cha),當物(wu)鏡(jing)(jing)采用(yong)拋物(wu)面(mian)時,還可(ke)消去球差(cha)。但為了減(jian)小其它像差(cha)的(de)(de)影(ying)響,可(ke)用(yong)視場(chang)(chang)較(jiao)(jiao)小。對(dui)(dui)制造反射(she)(she)(she)鏡(jing)(jing)的(de)(de)材料只(zhi)要(yao)(yao)求膨脹(zhang)系數較(jiao)(jiao)小、應力(li)小和(he)便于磨制。磨好的(de)(de)反射(she)(she)(she)鏡(jing)(jing)一(yi)般在表面(mian)鍍一(yi)層鋁膜,鋁膜在2000-9000埃波段范圍的(de)(de)反射(she)(she)(she)率(lv)都大(da)(da)(da)于80%,因(yin)(yin)而除(chu)光學波段外(wai),反射(she)(she)(she)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)還適于對(dui)(dui)近紅外(wai)和(he)近紫外(wai)波段進行研究。反射(she)(she)(she)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)相(xiang)對(dui)(dui)口徑(jing)可(ke)以做得(de)較(jiao)(jiao)大(da)(da)(da),主(zhu)焦(jiao)點(dian)(dian)式反射(she)(she)(she)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)相(xiang)對(dui)(dui)口徑(jing)約為1/5-1/2.5,甚至(zhi)更大(da)(da)(da),而且除(chu)牛頓望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)外(wai),鏡(jing)(jing)筒的(de)(de)長(chang)度比系統的(de)(de)焦(jiao)距(ju)要(yao)(yao)短得(de)多,加(jia)上主(zhu)鏡(jing)(jing)只(zhi)有一(yi)個表面(mian)需要(yao)(yao)加(jia)工(gong),這就大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)降低了造價(jia)和(he)制造的(de)(de)困難,因(yin)(yin)此目前(qian)口徑(jing)大(da)(da)(da)于1.34米的(de)(de)光學望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)全部是(shi)反射(she)(she)(she)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)。一(yi)架較(jiao)(jiao)大(da)(da)(da)口徑(jing)的(de)(de)反射(she)(she)(she)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing),通過變換不同(tong)的(de)(de)副(fu)鏡(jing)(jing),可(ke)獲得(de)主(zhu)焦(jiao)點(dian)(dian)系統(或牛頓系統)、卡塞格林系統和(he)折軸系統。這樣,一(yi)架望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)便可(ke)獲得(de)幾種(zhong)不同(tong)的(de)(de)相(xiang)對(dui)(dui)口徑(jing)和(he)視場(chang)(chang)。反射(she)(she)(she)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)主(zhu)要(yao)(yao)用(yong)于天體物(wu)理(li)方(fang)面(mian)的(de)(de)工(gong)作。
這種望(wang)遠鏡(jing)是(shi)在(zai)球(qiu)面(mian)(mian)(mian)反射(she)鏡(jing)的(de)(de)基(ji)礎上,再加入用于(yu)校(xiao)(xiao)正(zheng)像差(cha)的(de)(de)折射(she)元件,可以避免困難的(de)(de)大(da)型(xing)非(fei)球(qiu)面(mian)(mian)(mian)加工,又能獲得良好(hao)的(de)(de)像質量。比較著名的(de)(de)有施密特望(wang)遠鏡(jing),如(ru)圖5所示。它在(zai)球(qiu)面(mian)(mian)(mian)反射(she)鏡(jing)的(de)(de)球(qiu)心位置(zhi)處放置(zhi)一施密特校(xiao)(xiao)正(zheng)板。它是(shi)一個面(mian)(mian)(mian)是(shi)平面(mian)(mian)(mian),另一個面(mian)(mian)(mian)是(shi)輕(qing)度變形的(de)(de)非(fei)球(qiu)面(mian)(mian)(mian),使光束的(de)(de)中心部分(fen)略有會聚,而外(wai)圍(wei)部分(fen)略有發散,正(zheng)好(hao)矯正(zheng)球(qiu)差(cha)和彗差(cha)。
馬克蘇托(tuo)夫(fu)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光學系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong),由一(yi)個凹球(qiu)面反射鏡(jing)(jing)和加在(zai)前面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)塊改(gai)正(zheng)(zheng)球(qiu)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)組(zu)成,如圖6所(suo)示(shi)。改(gai)正(zheng)(zheng)透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)是(shi)球(qiu)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de),它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)個表面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)曲率(lv)(lv)半(ban)(ban)徑相(xiang)差不大(da),但(dan)有相(xiang)當(dang)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)曲率(lv)(lv)和厚度,透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)呈彎(wan)(wan)月形。所(suo)以,這(zhe)種系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)有時也(ye)稱為(wei)彎(wan)(wan)月鏡(jing)(jing)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。適(shi)當(dang)選擇透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)兩(liang)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)曲率(lv)(lv)半(ban)(ban)徑和厚度,可以使(shi)彎(wan)(wan)月透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)產生(sheng)足(zu)以補償凹球(qiu)面鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)球(qiu)差,同時又(you)滿足(zu)消色差條件。在(zai)整(zheng)個系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中適(shi)當(dang)調節(jie)彎(wan)(wan)月透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)與(yu)球(qiu)面鏡(jing)(jing)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)距離,就能夠對(dui)彗(hui)差進行校正(zheng)(zheng)。馬克蘇托(tuo)夫(fu)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)光學系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)像散很小,但(dan)場(chang)曲比較大(da),所(suo)以必須(xu)采用和焦面相(xiang)符合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)曲面底片。彎(wan)(wan)月透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)第(di)二面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)中央(yang)部(bu)分可磨成曲率(lv)(lv)半(ban)(ban)徑更(geng)長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)球(qiu)面(也(ye)可以是(shi)一(yi)個膠合上去的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)片,構成具有所(suo)需(xu)相(xiang)對(dui)口徑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬克蘇托(tuo)夫(fu)-卡塞格(ge)林系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong),也(ye)可直接將彎(wan)(wan)月鏡(jing)(jing)中央(yang)部(bu)分鍍(du)鋁構成馬克蘇托(tuo)夫(fu)-卡塞格(ge)林系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。
除了施(shi)(shi)密特(te)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)和馬克蘇托(tuo)夫望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing),還有這兩種望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)的衍生型,如超施(shi)(shi)密特(te)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing),貝克―努恩照相(xiang)機等(deng)。在折(zhe)(zhe)反(fan)(fan)射望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)中,由反(fan)(fan)射鏡(jing)(jing)(jing)成像,折(zhe)(zhe)射鏡(jing)(jing)(jing)用(yong)于校正像差(cha)。它的特(te)點是相(xiang)對口徑(jing)很(hen)大(da)(甚至可(ke)大(da)于1),光(guang)力強,視(shi)場(chang)廣闊,像質(zhi)優(you)良。適于巡天(tian)攝影和觀測(ce)星(xing)云、彗(hui)星(xing)、流(liu)星(xing)等(deng)天(tian)體。小型目(mu)視(shi)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)若采用(yong)折(zhe)(zhe)反(fan)(fan)射卡塞格林(lin)系統,鏡(jing)(jing)(jing)筒可(ke)非常短(duan)小。