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天文望遠鏡光學性能ＡＢＣ
（2007年06月12日 20:36:42）
來源︰《飛碟探索》
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□作者: 覃 育
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天文觀測的過程是充滿樂趣的，相對的，關于光學望遠鏡有這麼幾個頗為枯燥的性能參數則是需要您了然于胸的︰
●物鏡的口徑(D)
望遠鏡的物鏡口徑一般是指有效口徑，也就是通光直徑，即望遠鏡的入射光瞳直徑。它是望遠鏡聚光本領的主要標志，而不是指鏡頭玻璃的直徑大小。
●焦距(f)
望遠鏡光學系統往往由兩個有限焦距的系統組成，其中第一個系統(物鏡)的像方焦點與第二個系統(目鏡)的物方焦點相重合。物鏡焦距常用f表示，而目鏡焦距用f，表示。物鏡焦距f是天體攝影時底片比例尺的主要標志。對于同一天體，焦距越長，天體在焦平面上的影像就越大。
●相對口徑(A)與焦比(1／A)
望遠鏡有效口徑D與焦距f之比，稱為相對口徑或相對孔徑A，即A=D／f這是望遠鏡光力的標志，故有時也稱A為光力。彗星、星雲或星系等有視面天體的成像照度與相對口徑的平方(A2)成正比；流星或人造衛星等所謂線性天體的成像照度與相對口徑A和有效口徑D之積(D2／f)成正比。因此，進行天體攝影時。要注意選擇合適的A或焦比1／A。
●分辨角(δ。它的倒數稱為分辨本領)
剛剛能被望遠鏡分辨開的天體上兩發光點之間的角距，稱為分辨角，以δ表示。理論上根據光的衍射原理可得︰
δ=1．22λ／D
式中λ為入射光波長。在取人眼敏感波長(λ=5．55×10-4毫米)時，δ用弧度表示，有︰δ”=140’／D (D以毫米為單位)
對于照相望遠鏡，δ取下式︰δ”=(3100A+113)／D(D以毫米為單位)
此為理論的分辨角，實際上因光學鏡頭的加工質量及觀測條件的影響，很難達到此理想數值。針對照相觀測，對于同一天體，物鏡焦距越長，在焦平面上天體影像就越大。此為比例尺，以每毫米對應天體上的張角α”來表示︰
α”=206265／f
例如︰對于KP200R的主鏡筒，f=2400毫米，則比例尺α”=206 265／2400=86”毫米
●放大率(G)
對目視望遠鏡，物鏡焦距為f，目鏡焦距為f，則放大率為︰
G=f／f，
由式可知．只要變換目鏡，對同一物鏡就可以改變望遠鏡的放大倍數。由于受物鏡分辨本領、大氣視寧度及望遠鏡出瞳直徑不能過小等因素的影響，一台望遠鏡的放大倍數不是可以任意放大的。根據觀測目標及大氣視寧度的實際情況，放大率一般控制在物鏡口徑毫米數的一兩倍。●視場角(ω)
能夠被望遠鏡良好成像的天空區域，直接在觀測者眼中所張的角度。稱為視場或視場角(ω)。望遠鏡的視場往往在設計時已被確定。折射望遠鏡受像質的限制而約束了視場角，反射望遠鏡或折反射望遠鏡往往受副鏡尺寸的影響而約束了視場角。但對于天體攝影，視場還可能受接收器像素尺寸大小的約束。
望遠鏡的視場與放大率成反比。放大率越大，視場越小。
對未知視場的數值，可以自行測量︰將望遠鏡對準赤道附近某一顆恆星，調好儀器，使星體在視場中央通過；儀器不動(不開轉儀鐘)，記錄該星經過視場的時間間隔，設為t秒，星體的赤緯為δ，則視場角為ω=15ts COS δ。
●極限星等(mb)
在晴朗無月的夜間，用望遠鏡觀察到的天頂附近的最暗星的星等，稱為極限星等(mb)。極限星等與望遠鏡的有效口徑、相對口徑、物鏡的吸收系數、大氣吸收系統和天空背景亮度等多種因素有關，較簡單的估計式為︰
mb=6．9+51gD
式中D以厘米為單位。對于照相觀測，極限星等還跟露光時間及底片特性等有關。有一個常用的經驗公式︰
mb=4+51gD+2．151gt
式中t為極限露光時間，不考慮底片的互易律失效，也沒有考慮城市燈光的影響。檢驗望遠鏡極限星等的方法是︰利用昴星團中央處選標星的標準星等，或者用北極星(NPS)的標準星等來估計或推算。
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文章作者:覃 育
責任編輯:skylook
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