望远镜的原理和构造
望远镜是一种利用透镜或反射镜以及其他光学器件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,荷兰的一位眼镜商汉斯·利伯希偶然发现用两块镜片可以看清远处的景物,受此启发,他制造了人类历史上的第一架望远镜。
经过400多年的发展,望远镜的功能越来越强大,观测的距离也越来越远。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电磁辐射的仪器,称之为射电望远镜,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。
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。
望远镜的工作原理
我是个不称职的天文迷,简单解释一下你的问题吧。望远镜之所以能看清遥远的物体主要有以下几点,聚光能力、放大倍率、分辨力。我们之所以看到物体有明暗变化主要是在该区域光子进入视神经的量的多少决定,所以,要观测更暗的物体这需要更强的聚光能力,增强该区域的光子量,这需要大口径的透镜(在做透镜点燃纸片实验是可以清楚地看到,在阳光下有多个光区,透镜外地面的太阳光、透镜的影子和聚光点,可以发现透镜的影子比外边地面的阳光要暗很多,聚光点要比外边地面的阳光要亮很多,这就是透镜把阳光照射到透镜上的光子集中到了中央区域,所以,中央意外的区域由于光子量减少而变暗,由此,可知镜面直径越大中央区域光子量就越多,能量也就越大)。透镜的焦点不是一个理想的点,而是一个清晰的像面,超过这个像面光子就开始发散,换句话说,就是变得不那么亮了。望远镜的主要功能就是把远处的光聚焦到一个像面上来,口径越大,像面亮度越高,直到人眼能区分这个像面的亮度。所以,天文望远镜需要大口径来提高星象的亮度。关于放大倍率和分辨力百度搜。纯手工打造哦!只做参考用理解哦,别拿去做专业运用!
望远镜构造
一般天文望远镜以构造来分类,可分为折射望远镜、反射望远镜及折反射望远镜三大类….
折射望远镜
所谓折射望远镜是以会聚远方物体的光而现出实象的透镜为物镜的望远镜它会使从远
方来的光折射集中在焦点,折射望远镜的好处就是使用方便,稍微忽略了保养也不会看
不清楚,因为镜筒内部由物镜和目镜封着,空气不会流动,所以比较安定,此外,由于光轴的
错开所引起的像恶化的情形也比反射望远镜好,而口径不大透镜皆为球面,所以可以机械
研磨大量生产,故价格较便宜。
(1)伽利略型望远镜
人类第一只望远镜,使用凹透镜当目镜,透过望远镜所看到的像与实际用眼睛直接看的一
样是正立像,地表观物很方便但不能扩大视野,目前天文观测已不再使用此型设计。
(2)开普勒型望远镜
使用凸透镜当目镜,现今所有的折射式望远镜皆为此型,成像上下左右巅倒,但这样对我
们天体观测是没有影响的,因为目镜是凸透镜可以把两枚以上的透镜放在一起成一组而
扩大视野,并且能改善像差除却色差。
反射式望远镜
反射望远镜不用物镜而用叫主镜的凹面的反射镜。另外有一面叫做次要镜的小镜将主
镜所收集的光反射出镜筒外面,由次要镜反射出来的光像再用目镜放大来看,反射式最大
的长处是由于主镜是镜子,光不需通过玻璃内,所以完全不会有色差,也不太会吸收紫外
光或红光,因此非常适合分光等物理观测,虽无色差但有其它各类的像差。如将反射凹面
磨成抛物线形(Parabolic),则可消除球面差。因为镜筒不能密封,所以主镜很易受烟尘影
响,故难于保养,同时受气温与镜筒内气流的影响较大,搬运时又很易移动了主镜与副镜
的位置,而校正光轴亦相当繁复,带起来不甚方便。此外副镜座的衍射作用会使较光恒星
的星像出现十字或星形的衍射纹,亦使影像反差降低,另外像的稳定度也不及折射式望远
镜。
目前知名反射望远镜的设计大致分为五种..我只列举两种市售一般中小型的反射望远镜
(1)牛顿式 (Newtonian)
一六六八年由牛顿发明设计,由抛物面的主镜和平面次要镜所构成,以对着光轴45度的角
度将平面次要镜装在从主镜反射过来的光的焦点的稍微前方(如上图)这种结构最为简
单,影像反差较高,亦最多人选用,通常焦比在f4至f8之间。
(2)卡赛格林式或简称卡式 (Cassegrain)
利用一块双曲面凸镜(Convex hyperboloid)作为副镜,在主竞焦点前将光线聚集,穿过主镜
一个圆孔而聚焦在主镜之后。因为经过一次反射,所以镜筒可以缩短,但视场较窄,像散
较牛顿式严重,同时有少许场曲(Curvature of field)。
折反射望远镜 (Catadioptric telescope)
采反射和折射的长处之型式,基本上和反射一样,也有反射式望远镜的缺点,为了消除偏离光轴的视野的慧星像差使用着透镜,且主镜为球面镜,比反射型容易研磨..
只介绍其中一种最为被广泛运用的折反射望远镜
施密特卡式
是1930 年由施密特(Schmidt)发明用作天文摄影。主要是利用一球面凹镜作为主镜以消
除彗形像差,同时利用一非球面透镜(Aspheric Iens)放于主镜前适当位置作为矫正镜
(Corrector)以矫正主镜的球面差。这样可以得出一个阔角(可达40一50度)的视场而没有
一般反射镜常有的球面差与彗形像差,只有矫正镜做成的轻微色差而已。摄影用的施
密特望远镜,焦比方面可以做到很小(通常在f1至f3间,最小可达〃0.6),因此很适宜于
星野及星云摄影。
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电磁辐射的仪器,称之为射电望远镜,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。
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。
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。
望远镜的结构
你想了解到什么程度呢?
望远镜,有两种结构
一种,开普勒结构:就是两个放大镜,物镜是放大倍数小的,目镜是放大倍数大的。这种结构视野宽,倍数容易大,材料也好找。但是,如果你没有棱镜,那么成的像是倒的。
另一种,就是伽利略结构:一个放大镜,倍数小点的,是物镜。一个凹透镜,度数大的,是目镜。优点,成的像是正的。缺点——上述方法中的优点一一相对应。
伽利略结构实际上目前已经淘汰了,只用在玩具望远镜上,材料也不是特别好找(生活中的凸透镜比凹透镜要多的多了,是吧?)所以如果你就是为了看天文,要做一个天文望远镜(不在乎成倒像),那么可以做一个开普勒结构的。
——重点,你只需要知道,物镜越平,目镜越凹(或者越凸),那么做出来的望远镜,倍数越大。但是不建议很大。
(当 然,我说的这两个,只是最简单的模型,真正正规的望远镜,还是比较复杂的其实,不但材料为光学玻璃,而且镜片也很复杂http://www.ytwscc.com/zhishi13xiaosechajingpian.html从给你的专业望远镜的生产的介 绍里,你可能已经知道了——那里面的所谓“凸透镜”——实际上真正生产上,用的是设计复杂的透镜组——就好象你知道相机的镜头是个凸透镜一下——真正的专 业的相机镜头,内部是复杂的透镜组。)
最后说一点,如果你问这个问题,是想自己做的话,体验下动手的乐趣就行了,不要花费太多精力,可以自己玩玩,体验下动手的乐趣,但是对效果不要抱有过于多的期望。
望远镜的原理
望远镜是如何把远处的景物移到我们眼前来的呢? 这靠的是组成望远镜的两块透镜。望远镜的前面有一块直径大、焦距长的凸透镜,名叫物镜;后面的一块透镜直径小焦距短,叫目镜。物镜把来自远处景物的光线,在它的后面汇聚成倒立的缩小了的实像,相当于把远处景物一下子移近到成像的地方。而这景物的倒像又恰好落在目镜的前焦点处,这样对着目镜望去,就好象拿放大镜看东西一样,可以看到一个放大了许多倍的虚像。这样,很远很远的景物,在望远镜里看来就仿佛近在眼前一样。
望远镜同其他光学仪器一样,经过一段漫长的发展历史,各种结构形式的望远镜相继问世。根据光学原理,可归纳为折射式和反射式两大类。折射式望远镜,常见的有棱镜双筒望远镜,因它镜简短、视野大,携带方便,常用于军事和野外考察;反射式望远镜是由凹面镜作物镜,凸透镜做目镜,用于天文台观察天体。目前,最大的反射镜口径已达6米,整个望远镜竟有十几层楼房那么高!它“捕捉”的光,比自然进入人眼的光要强大1000万倍;用它观察天体,距离可达100亿光年(一光年行经的距离约等于94608亿公里)之外,可以看见的星星数目有几十亿颗之多!
望远镜的成像原理的图
图很不清晰,建议你去看百科望远镜这一词条中开普勒望远镜一图. 我现在对该图进行解释,图左侧为口径极大的物镜,可收集来自远方的微弱光线,右侧为目镜,光线汇聚处为第一次成像处. 根据凸透镜成像原理,此时观察的物,距物镜(即物距)大于两倍焦距,成缩小的像,这为第一次成像; 第一次成的像由于望远镜的设计,落在目镜的焦点之内,此时第一次成的像可视为目镜所观察的物.根据凸透镜成像原理,当物距小于一倍焦距时,凸透镜成放大的像,就相当于放大镜.这时,我们就可看清远处的物了.