1609年，伽利略制作了人類曆史上第一一架光學望遠鏡，他用這架望遠鏡指向天空，得到了一系列的重要發現，天文學從此進入了望遠鏡時代。随着人類科學技術的進步，我們的望遠鏡種類已經從幾百年前的光學望遠鏡發展出射電望遠鏡和空間天文望遠鏡。對于業餘天文愛好者來說，有兩件東西是我們最希望擁有的。一是，滿書架的天文學書籍和星圖；二是，一架适合入門的天文望遠鏡。本文向各位小夥伴們介紹光學天文望遠鏡的相關知識。

經過400多年的發展，折射式望遠鏡技術非常成熟，技術含量非常高，是特别适合業餘天文愛好者入手的望遠鏡。現今所有的折射式望遠鏡都是使用凸透鏡當做目鏡，成像上下左右颠倒，但這樣對我們天體觀測是沒有影響的，因為目鏡是凸透鏡可以把兩枚以上的透鏡放在一起成一組而擴大視野，并且能改善像差除卻色差。主透鏡的直徑為50~80毫米的折射式是最常見的入門級别望遠鏡。

圖13.1 折射式天文望遠鏡

1、消色差折射式望遠鏡

這種折射望遠鏡的物鏡，是由兩塊不同折光率的玻璃鏡片組成，之間有一個空氣薄層，以減少色差，使紅藍兩色的 影像聚在同一焦點上，在口徑小于100毫米時，這種設計非常有效。嚴格來說，這類鏡頭影像外圍仍有一個很淡紫色的光暈，尤其是在觀測明亮的天體和月球的邊緣的時候這種情況會比較明顯。

2、複消色差折射式望遠鏡

為了把色差消減到可以忽略的程度，就需要使用更高級的鏡頭，這種鏡頭是由兩塊或三塊不同折光率的玻璃鏡片組成或采用較低色散的玻璃或甚至采用螢石晶體來制造，可消除紅、綠、藍三色的色差。這些鏡頭稱為複消色差鏡頭，使得望遠鏡的長度縮短及重量較輕，鏡筒能夠密封維修保養方面較為方便，更适宜于搬往野外使用，所以受到了很多業餘天文愛好者的歡迎，但價格很不親民。

圖13.2 反射式望遠鏡

1668年，牛頓經過多次磨制非球面的透鏡均告失敗後，決定采用球面反射鏡作為主鏡。他用2.5cm直徑的金屬，磨制成一塊凹面反射鏡，并在主鏡的焦點前面放置了一個與主鏡成45度角的反射鏡，使經主鏡反射後的會聚光經反射鏡以90度角反射出鏡筒後到達目鏡。

由于有了這個射出鏡筒的縮焦器的設計，牛頓式望遠鏡特别适合觀測頭頂目标的星空，觀測起來位置很舒适。在使用折射式的時候，是比較困難的。（大家可以腦補一下畫面）

牛頓式望遠鏡的結構簡單，制作比較容易，成本低，所以很多國内外天文愛好者自制的天文望遠鏡大多采用此系統。但由于軸外像差較大，視場不宜做得過大，且眼望方向與鏡筒指向方向不一緻，使觀測者尋星較為困難。但是，相對孔徑較大的抛物面牛頓系統，往往被采用作為口徑較大的物鏡系統，其像質優良，光力強對拍攝視場不大的視面天體十分合用。但由于需要頻繁校正光軸（這個比較難）及保養鏡面（鍍膜），在科普活動中引用較少，多用于深空天體攝影。

牛頓反射式望遠鏡最常見的兩種支架裝置是：赤道式和多布森式。赤道裝置在不超過203毫米的牛頓反射式望遠鏡上很容易操作和調整，但如果是口徑再大些，比如254毫米的操作上就比較繁雜。主要是個頭太大，光是運輸這玩意就是個難題。

還有一種是多布森裝置的，這種裝置結構簡單、輕便、緊湊，能在垂直和水平方向平滑運動，是中型和大型牛頓式反射望遠鏡的首選支架，很多天文愛好者都利用這種裝置使用大口徑的望遠鏡（625毫米以上的）。

圖13.3 折返式望遠鏡原理圖

折反射望遠鏡是将折射系統與反射系統相結合的一種光學系統，它的物鏡既包含透鏡又包含反射鏡，天體的光線要同時受到折射和反射。與牛頓反射式望遠鏡類似，它有一個凹面鏡作為主鏡，在鏡筒的頂端的透鏡起到三個作用：校正光學像差、密封鏡筒放置塵埃和空氣中的其它污染物進入以及支撐副鏡——能把彙聚起來的光反射會主鏡中央的小孔。光最終會在望遠鏡的後端聚焦。

這種望遠鏡的特點一：聚光力強大和視野大，因而可以看到很暗的天體，特别适合于對流星，彗星，星雲的觀測和大範圍的巡天照相。

這種望遠鏡的特點二：結構極為緊湊，口徑為203毫米的鏡筒隻有61厘米長。而典型的牛頓反射式望遠鏡的長度會超過122厘米。

由于折反射望遠鏡能兼顧折射和反射兩種望遠鏡的優點，非常适合業餘的天文觀測和天文攝影，并且得到了廣大天文愛好者的喜愛。

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