望遠鏡的原理是什麼,望遠鏡為什麼能望遠,原理是什麼?

時間 2021-09-05 12:12:02

1樓:御炎佔曼安

望遠鏡把遠物很小的張角按一定倍率放大,使之在像空間具有較大的張角,使本來無法用肉眼看清或分辨的物體變清晰可辨。它是一種通過物鏡和目鏡使入射的平行光束仍保持平行射出的光學系統。

一般分為三種:

1.折射望遠鏡,是用透鏡作物鏡的望遠鏡。分為兩種型別:

由凹透鏡作目鏡的稱伽利略望遠鏡;由凸透鏡作目鏡的稱開普勒望遠鏡。因單透鏡物鏡色差和球差都相當嚴重,現代的折射望遠鏡常用兩塊或兩塊以上的透鏡組作物鏡。其中以雙透鏡物鏡應用最普遍。

它由相距很近的一塊冕牌玻璃製成的凸透鏡和一塊火石玻璃製成的凹透鏡組成,對兩個特定的波長完全消除位置色差,對其餘波長的位置色差也可相應減弱,在滿足一定設計條件時,還可消去球差和彗差。由於剩餘色差和其他像差的影響,雙透鏡物鏡的相對口徑較小,一般為1/15-1/20,很少大於1/7,可用視場也不大。口徑小於8釐米的雙透鏡物鏡可將兩塊透鏡膠合在一起,稱雙膠合物鏡

,留有一定間隙未膠合的稱雙分離物鏡

。為了增大相對口徑和視場,可採用多透鏡物鏡組。對於伽利略望遠鏡來說,結構非常簡單,光能損失少。

鏡筒短,很輕便。而且成正像,但倍數小視野窄,一般用於觀劇鏡和玩具望遠鏡。對於開普勒望遠鏡來說,需要在物鏡後面新增稜鏡組或透鏡組來轉像,使眼睛觀察到的是正像。

一般的折射望遠鏡都是採用開普勒結構。由於折射望遠鏡的成像質量比反射望遠鏡好,視場大,使用方便,易於維護,中小型天文望遠鏡及許多專用儀器多采用折射系統。

2.反射望遠鏡,是用凹面反射鏡作物鏡的望遠鏡。可分為牛頓望遠鏡,卡塞格林望遠鏡等幾種型別。

反射望遠鏡的主要優點是不存在色差,當物鏡採用拋物面時,還可消去球差。但為了減小其它像差的影響,可用視場較小。對製造反射鏡的材料只要求膨脹係數較小、應力小和便於磨製。

磨好的反射鏡一般在表面鍍一層鋁膜,鋁膜在2000-9000埃波段範圍的反射率都大於80%,因而除光學波段外,反射望遠鏡還適於對近紅外和近紫外波段進行研究。反射望遠鏡的相對口徑可以做得較大,主焦點式反射望遠鏡的相對口徑約為1/5-1/2.5,甚至更大,而且除牛頓望遠鏡外,鏡筒的長度比系統的焦距要短得多,加上主鏡只有一個表面需要加工,這就大大降低了造價和製造的困難,因此目前口徑大於1.

34米的光學望遠鏡全部是反射望遠鏡。一架較大口徑的反射望遠鏡,通過變換不同的副鏡,可獲得主焦點系統(或牛頓系統)、卡塞格林系統和折軸系統,這樣,一架望遠鏡便可獲得幾種不同的相對口徑和視場。反射望遠鏡主要用於天體物理方面的工作。

3.折反射望遠鏡,是在球面反射鏡的基礎上,再加入用於校正像差的折射元件,可以避免困難的大型非球面加工,又能獲得良好的像質量。比較著名的有施密特望遠鏡它在球面反射鏡的球心位置處放置一施密特校正板。

它是一個面是平面,另一個面是輕度變形的非球面,使光束的中心部分略有會聚,而外圍部分略有發散,正好矯正球差和彗差。還有一種馬克蘇托夫望遠鏡,在球面反射鏡前面加一個彎月型透鏡,選擇合適的彎月透鏡的引數和位置,可以同時校正球差和彗差。及這兩種望遠鏡的衍生型,如超施密特望遠鏡,貝克—努恩照相機等。

在折反射望遠鏡中,由反射鏡成像,折射鏡用於校正像差。它的特點是相對口徑很大,光力強,視場廣闊,像質優良。適於巡天攝影和觀測星雲、彗星、流星等天體。

小型目視望遠鏡若採用折反射卡塞格林系統,鏡筒可非常短小。

2樓:陰奇洪秀蘭

原理有3個,所以製造出了不同的望遠鏡哦

一、折射望遠鏡

用透鏡作物鏡的望遠鏡。分為兩種型別:由凹透鏡作目鏡的稱伽利略望遠鏡

;由凸透鏡作目鏡的稱開

普勒望遠鏡

。因單透鏡物鏡色差和球差都相當嚴重,現代的折射望遠鏡常用兩塊或兩塊以上的透鏡組作物鏡。其中以雙透鏡物鏡應用最普遍。

它由相距很近的一塊冕牌玻璃製成的凸透鏡和一塊火石玻璃製成的凹透鏡組成,對兩個特定的波長完全消除位置色差,對其餘波長的位置色差也可相應減弱。在滿足一定設計條件時,還可消去球差和彗差。由於剩餘色差和其他像差的影響,雙透鏡物鏡的相對口徑較小,一般為1/15-1/20,很少大於1/7,可用視場也不大。

口徑小於8釐米的雙透鏡物鏡可將兩塊透鏡膠合在一起,稱雙膠合物鏡

,留有一定間隙未膠合的稱

雙分離物鏡

。為了增大相對口徑和視場,可採用多透鏡物鏡組。折射望遠鏡的成像質量比反射望遠鏡好,視場大,使用方便,易於維護,中小型天文望遠鏡及許多專用儀器多采用折射系統,但大型折射望遠鏡製造起來比反射望遠鏡困難得多。

二、反射望遠鏡

用凹面反射鏡作物鏡的望遠鏡。可分為牛頓望遠鏡、卡塞格林望遠鏡、格雷果裡望遠鏡、折軸望遠鏡幾種型別。反射望遠鏡的主要優點是不存在色差,當物鏡採用拋物面時,還可消去球差。

但為了減小其它像差的影響,可用視場較小。對製造反射鏡的材料只要求膨脹係數較小、應力小和便於磨製。磨好的反射鏡一般在表面鍍一層鋁膜,鋁膜在2000-9000埃波段範圍的反射率都大於80%,因而除光學波段外,反射望遠鏡還適於對近紅外和近紫外波段進行研究。

反射望遠鏡的相對口徑可以做得較大,主焦點式反射望遠鏡的相對口徑約1/5-1/2.5,甚至更大,而且除牛頓望遠鏡外,鏡筒的長度比系統的焦距要短得多,加上主鏡只有一個表面需要加工,這就大大降低了造價和製造的困難,因此目前口徑大於1.34米的光學望遠鏡全部是反射望遠鏡。

一架較大口徑的反射望遠鏡,通過變換不同的副鏡,可獲得主焦點系統(或牛頓系統)、卡塞格林系統和折軸系統。這樣,一架望遠鏡便可獲得幾種不同的相對口徑和視場。反射望遠鏡主要用於天體物理方面的工作。

三、折反射望遠鏡

由折射元件和反射元件組合而成的望遠鏡。包括施密特望遠鏡和馬克蘇托夫望遠鏡及它們的衍生型,如超施密特望遠鏡,貝克-努恩照相機等。在折反射望遠鏡中,由反射鏡成像,折射鏡用於校正像差。

它的特點是相對口徑很大(甚至可大於1),光力強,視場廣闊,像質優良。適於巡天攝影和觀測星雲、彗星、流星等天體。小型目視望遠鏡若採用折反射卡塞格林系統,鏡筒可非常短小

3樓:驚虹一劍

常見望遠鏡可簡單分為伽利略望遠鏡,開普勒望遠鏡,和牛頓式望遠鏡。伽利略發明的望遠鏡在人類認識自然的歷史中佔有重要地位。它由一個凹透鏡(目鏡)和一個凸透鏡(物鏡)構成。

其優點是結構簡單,能直接成正像。但自從開普勒望遠鏡發明後此種結構已不被專業級的望遠鏡採用,而多被玩具級的望遠鏡採用,所以又被稱做觀劇鏡.

開普勒望遠鏡:原理由兩個凸透鏡構成。由於兩者之間有一個實像,可方便的安裝分劃板,並且各種效能優良,所以目前軍用望遠鏡,小型天文望遠鏡等專業級的望遠鏡都採用此種結構。

但這種結構成像是倒立的,所以要在中間增加正像系統。

正像系統分為兩類:稜鏡正像系統和透鏡正像系統。我們常見的前寬後窄的典型雙筒望遠鏡既採用了雙直角稜鏡正像系統。

這種系統的優點是在正像的同時將光軸兩次摺疊,從而大大減小了望遠鏡的體積和重量。透鏡正像系統採用一組複雜的透鏡來將像倒轉,成本較高,但俄羅斯20×50三節伸縮古典型單筒望遠鏡既採用設計精良的透鏡正像系統。

牛頓發明的反射式望遠鏡 多為大型座鏡採用,在此不再贅述。

望遠鏡為什麼能望遠,原理是什麼?

4樓:匿名使用者

望遠境原理1:

常見望遠鏡可簡單分為伽利略望遠鏡,開普勒望遠鏡,和牛頓式望遠鏡。伽利略發明的望遠鏡在人類認識自然的歷史中佔有重要地位。它由一個凹透鏡(目鏡)和一個凸透鏡(物鏡)構成。

其優點是結構簡單,能直接成正像。但自從開普勒望遠鏡發明後此種結構已不被專業級的望遠鏡採用,而多被玩具級的望遠鏡採用,所以又被稱做觀劇鏡.

開普勒望遠鏡:原理由兩個凸透鏡構成。由於兩者之間有一個實像,可方便的安裝分劃板,並且各種效能優良,所以目前軍用望遠鏡,小型天文望遠鏡等專業級的望遠鏡都採用此種結構。

但這種結構成像是倒立的,所以要在中間增加正像系統。

正像系統分為兩類:稜鏡正像系統和透鏡正像系統。我們常見的前寬後窄的典型雙筒望遠鏡既採用了雙直角稜鏡正像系統。

這種系統的優點是在正像的同時將光軸兩次摺疊,從而大大減小了望遠鏡的體積和重量。透鏡正像系統採用一組複雜的透鏡來將像倒轉,成本較高,但俄羅斯20×50三節伸縮古典型單筒望遠鏡既採用設計精良的透鏡正像系統。

牛頓發明的反射式望遠鏡 多為大型座鏡採用,在此不再贅述。

原理2:

1. 折射式望遠鏡

折射式望遠鏡的光學系統, 實質上與顯微鏡一樣.二者都是由目鏡**物鏡所造成的像.它們的差別是:望遠鏡是用來看長距離的大物體,而顯微鏡是用以**眼前的小物體.

下圖說明天文望遠鏡的構造和原理.物鏡使物體o行成縮小的實像i.i'是i經由目鏡所造成的虛像.

與顯微鏡的情況相同,i'可以呈現於眼睛之近點與遠點間的任一位置上.實際上,望遠鏡所**的物體離儀器非常遠,所以它造成的像i之位置幾乎就在物鏡的第二焦點上.此外,若i'這個像在無窮遠處,則i位於目鏡的第一焦點.

因此,目鏡與物鏡間的距離(亦即望遠鏡的鏡筒長度)便等於物鏡與目鏡的焦距之和.

望遠鏡的角放大率之定義為:最後的像i'對眼睛所張之角與物體對裸眼所張的角之比值.這比值可表為物鏡與目鏡的焦距之比,其推理方式如下.

上圖中,通過物鏡第一焦點f1,並通過目鏡第二焦點f2'的光線,用粗線畫出以示強調.物體(未畫出)對物鏡所張的角是u,他對裸眼所張的角度也是這個值.此外,由於觀察者的眼睛在焦點f2'右側不遠處,所以最後的像對眼睛所張的角等於u'.

ab與cd這兩段距離顯然相等,並等於像i的高度y'.由於u與u'都很小,可以用它們的正切值代替它們(u=tanu).由f1ab與f2'cd兩個直角三角形可得

因此,於是,望遠鏡角放大率等於物鏡焦距除以目鏡焦距之商.負號顯示所成的像是倒像.

2. 雙筒望遠鏡

若這望遠鏡是用來做天文觀測的,那麼倒像並非缺點;可是我們希望望遠鏡能形成正立的像.稜鏡雙筒望遠鏡(prism binocular)可以達成這目的,下圖顯示其剖檢視,其中的物鏡與目鏡之間,有一對45°-45°-90°全反射稜鏡.在稜鏡斜面上發生的四次反射,把像倒過來,而成為正立像.

3. 反射式望遠鏡

反射式望遠鏡裡,一凹面鏡代替透鏡作為物鏡,如下圖所示.這種裝置在大型望遠鏡方面,有許多理論上及實際上的優點.反射面鏡根本不會有色像差,而且消除它的球面像差比消除透鏡的要容易多.

鏡面不須採用透明材料,而且反射鏡可以做的比透鏡堅固,因為透鏡只能由邊緣支援.世界上最大的反射式望遠鏡之鏡面直徑超過5公尺.由於像形成於入射光線所經區域的一部份,所以只有把入射光束的一部份擋掉,才能用目鏡直接**這個像;只有最大的望遠鏡才適於這麼做(否則光量太弱).

圖(b)及(c)顯示別的裝置法,它們是用反射面鏡把像向側方,或是經由原鏡上的小孔反射出去.

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