天文望远镜，天文数字化取得啥联系？

我国天文望远镜领域还在哪些方面取得了什么成果？~

中国的天文望远镜研制从无到有,经过40余年的发展,已经具有研制2米以上天文光学望远镜和国际一流的天测仪器及太阳仪器的能力。同时,我国已成为世界上小型天文望远镜最大的出口国。 1980年以后,我国相继建成了2.16米、1.56米及1.26米红外等三台新的大型望远镜,为我国实测天文学增加了有力的武器,也使我国天文仪

望远镜通常是由一个长焦距物镜(主镜)将天体的影像聚焦,再在焦点附近用一个(短焦距)目镜把这个影像放大。一般来说,望远镜可分为折射望远镜、反射望远镜及折反射望远镜三大类。
折射望远镜与赤道仪
一般折射望远镜的物镜,是由两块不同折光率的玻璃镜片组成,以减少色差,使红蓝两色的影像聚在同一焦点上,这类镜头称为消色差镜头(Achromatic lens)。严格来说,这类镜头影像外围仍有一个很淡紫色的光晕。
了减少镜头的球面差(Spherical aberration),彗形像差(Coma)及像散(Astigmatism),一般可将焦比值增大,因此一般折射望远镜的口径与焦距比(焦比)起码在f10至f16之间。

较高级的镜头,是由三块不同折光率的玻璃镜片组成或采用较低色散的玻璃(ED)或甚至采用萤石晶体来制造,可消除红、绿、蓝三色的色差。这些镜头称为复消色差镜头(Apochromat)。它们的口径与焦距比可以达到f5。使到望远镜的长度缩短及重量较轻,使用较为方便,但售价十分昂贵。

由于折射望远镜筒可以密封,所以维修保养方面较为方便,更适宜于搬往野外使用,同时亦不受镜筒内气流的影响。

由于镜头起码由两块玻璃组成,所以成本(要磨制四块镜面)较同口径的反射望远镜昂贵。市面上一般售卖的小型天文望远镜,多属折射望远镜。
反射望远镜是利用一块镀了金属(通常是铝)的凹面玻璃聚焦,由于焦点在镜前,所以必须在物镜焦点之前用另一块镜将影像反射出镜筒外,再用目镜放大。

反射望远镜没有色差(因不用透过玻璃故无色散),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,但受彗形像差的影响严重,故边缘部份仍觉松散。

牛顿式 (Newtonian)

利用一块与光轴成45度平面镜(Flat or diagonal)作为副镜(Secondary)将影像反射至镜筒前侧。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。
卡赛格林式或简称卡式 (Cassegrain)


卡赛格林式反射望远镜
利用一块双曲面凸镜(Convex hyperboloid)作为副镜,在主镜焦点前将光线聚集,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)。
于反射式望远镜只要磨制一个光学面,所以以同一口径而论,价钱较折射镜为廉。普通天文爱好者,拥有150mm、200mm口径的为数不少,反射式望远镜同时可以自己磨制。

因为镜筒不可能密封,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。
折反射望远镜 (Catadioptric telescope)


施密特卡式折反射望远镜与赤道仪

这是一类同时利用折射与反射原理的望远镜，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。不过唯一的缺点是有一定的场曲，因此底片必须同样变曲来适应(用特别的底片座承接)，同时底片是放在望远镜筒内，故此只能逐张放入。
一般天文爱好者用的是施密特卡式折反射望远镜(Schmidt- cassegrain)，利用一块凸镜作为副镜，在主镜焦点前将光线聚集，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，通常焦比在f6.4至f10之间。
除了施密特卡式(Schmidt- cassegrain)外及还有马克苏托夫(Maksutov)设计都是利用矫正镜及利用一块凸镜作为副镜，在主镜焦点前将光线聚集，穿过主镜一个圆孔而聚焦在主镜之后。近年十分流行的折反射望远镜如"Celestron”及“Meade”都是利用施密特卡式(Schmidt-cassegrain)原理构成，而"Questar"、“Meade”的ETX 系列及"Intes"则利用马克苏托夫式原理。

折反射望远镜的镜身短、焦距长、焦点在主镜后,视场亦相当平坦,镜前由矫正镜密封,故不论使用或保养都十分方便,质素方面不错(但不及牛顿式,尤以反差方面)。
倍率

望远镜的放大倍率是望远镜的焦距及目镜焦距用以下的方程式求出来的:

放大倍率 = 望远镜的焦距 / 目镜焦距
例: 1000mm焦距的望远镜及20mm的目镜
放大倍率 = 1000mm / 20mm =50 倍

虽然理论上望远镜的放大倍率是可以随意改变的(只耍换上不同的目镜)更甚至将放大倍率提升到千倍或以上。但在实际观测是有极限的。

每一支望远镜都是有它的可用最高倍率。超越这个倍率所得来的部只会无济于事甚至严重影响观测效果。

可用最高倍率

可用最高倍率除决定于望远镜的口径外还耍视乎当观测时的大气稳定度(SEEING)及被观测的物体的特性。通常星云星团等都不需要作最高

倍率来观测。至于不同口径的可用最高倍率则凭经验镜经指出有下列参考数值:

折射望远镜: 口径(mm)的1.5 至 2倍；
反射/折反射望远镜: 口径(mm)的1.0 至 1.5倍

当然望远镜的质素是会改变以上的倍值。优质望远镜的可用最高倍在十分之理想的大气稳定度下可以达到口径(mm)的3倍。

分辨力

分辨力(又称为解像力)是指望远镜能够分辨两个接近星点的能力。当两个星点的分隔小于分辨力则望远镜便不能将两颗星分辨为两个星点。人眼的分辨力约为1'。望远镜的分辨力可用以下的公式求得:

分辨力 = 120" / 望远镜口径(mm)
例: 60mm口径望远镜
分辨力 = 120" / 60mm = 2〃,即可分辨2"角距的双星。

集光力

集光力是指望远镜较人眼聚集多少倍光来表示,与望遂镜焦距,放大倍无关。人眼的瞳孔口径在黑暗的环境能够扩大至7mm,所以计算望远镜的集光力是用以下的方程式:

集光力 = 望远镜口径(mm)的平方 / 72

例: 5 0mm(约2吋)口径的望远镜,
它的集光力 = 502 / 72= 51倍

极限星等

透过望远镜可以看到人眼不能看见的暗弱星体。这是因为望远镜的集光力较人眼强能够看到较暗的星,但这是有限度的。极限星等是指该台望远镜所能见到最暗的星的星等。人眼所见的星最暗为6等而50mm口径的望远镜则为10.3等。当然口径愈大所能见的极限星等愈暗。

望远镜口径 (mm) 极限星等 分辨力 ( 角秒 )
50 10.3 2.28
100 11.8 1.14
150 12.7 0.76
200 13.3 0.57
250 13.8 0.46
300 14.2 0.38
500 15.3 0.23

视野

从天文望远镜观察星空,可见圆形的视野中有星星。视野变成圆形的原因,是目镜的焦点面装有视野圈。目镜内可见的视野范围称为「目视界」,在目视界中,实际星空的范围称为「实视界」。单位各以角度表示,若目镜的目视界和望远镜的信率为已知数,依下式可计算实视界:
实视界=目镜目视界÷倍率由此可知倍率愈高,实视界会变得狭小。


在未购置一支望远镜前，必须先考虑以下因素，才能作出最合乎自己条件与要求的选择。

1) 经济预算;

2) 望远镜的未来应用范围及要求的口径、放大倍率及解像力，必须适合自己的主要观察对象;

3) 望远镜的机动性问题，如重量、大小、稳定性、装嵌或调校的困难等;

4) 望远镜的附件多少;

5) 如无现货时订购交货的期限(向外国订购通常起码要几个月以上)。

一般没有固定观察地 点的天文爱好者,为了方便野外观星摄影起见,多以机动性为前提。很多都选用80-100mm口径的折射镜,或150mm(6英寸)以下的反射,或200mm(8英寸)以下的折反射镜。如用汽车搬运,可考虑购置较大的仪器,但若以一个人搬运,则100mm的折射镜或150mm的反射镜或200mm的折反射镜似乎已是体力的极限了。

中国的天文望远镜研制从无到有,经过40余年的发展,已经具有研制2米以上天文光学望远镜和国际一流的天测仪器及太阳仪器的能力。同时,我国已成为世界上小型天文望远镜最大的出口国。 1980年以后,我国相继建成了2.16米、1.56米及1.26米红外等三台新的大型望远镜,为我国实测天文学增加了有力的武器,也使我国天文仪

• 1、内行星的视运动

  内行星只有二颗，它们是水星和金星。相对于太阳来说，内行星永远只是在太阳附近来回摆动，它与太阳之间的角距离被限制在一定的范围内。

  内行星相对于太阳的位置有这么几种情况：地球、内行星和太阳处在一条直线上的时候，内行星在地球和太阳之间时称做下合，内行星在地球和太阳的延长线上时称做上合，在上合和下合的前后，各有一段时间，内行星离太阳太近而被太阳光淹没，我们看不见它们。

  内行星与太阳的角距离最大时，称为大距，又有东大距和西大距之分。显然，内行星东大距时，位于太阳的东面，我们可以在太阳落山前后在西地平线上看到它，被称为昏星；内行星西大距时是晨星，可以在太阳升起前后在东地平线上看到它。水星和金星的大距分别不会超过28度和48度。

  地球和内行星相对于太阳来说的位置关系，譬如说上合或者下合，经过一段时间之后，又回到原先的位置关系时，这段时间叫做行星的会合周期。在一个会合周期期间，内行星的视运动情况和可见情况是这样的：

  顺行-顺行-留-逆行-逆行-留-顺行-顺行-上合-东大距-下合-西大距-上合看不见-昏星-看不见-晨星-看不见

• 2、外行星的视运动

  火星以远直到冥王星，都是外行星。相对于太阳来说，外行星与太阳之间的角距离没有任何限制，可以从0度至360度。

  外行星相对于太阳的位置有这么几种情况：地球、太阳和外行星处在一条直线上时，太阳位于中间时，称为合，显然，这段时期前后，外行星是看不见的；如果是地球在太阳和外行星之间，称为冲，显然，这时外行星离地球最近，冲前后与太阳相差90度时，称为方照，又有东方照和西方照之分。东方照时，观测它的时间可从日落到半夜；西方照时，观测它的时间是从半夜至日出。

  与内行星一样，外行星也有各自的会合周期， 一个会合周期期间，外行星的视运动情况和可见情况是这样的：

  顺行-顺行-留-逆行-逆行-留-顺行-顺行-合-西方照-冲-东方照-合看不见-下半夜可见-整夜可看见-上半夜可见-看不见

• 3、寻找行星的方法

  夜晚，满天都是星星，有行星，更多的是恒星，怎么才能把我们想要观测的行星从那么多星星中找出来呢？最好的办法莫过于手边有一本当年的天文年历，譬如我国每年出版的《天文普及年历》。年历中对行星等的位置有详细的介绍，还有许多很实用的资料。对于暂时没有年历的同好来说，我们提供行星的一些特征，帮助你尽快从星空中找到行星。当然，也可以使用电子星图来找，这里主要推荐使用(skymap10.0.0)

  行星总是在黄道附近运行，我们可以取一本星图来，把星图上黄道附近的亮星与实际星空对照一下。星图上没有标出的那颗星，很可能就是行星。

  行星一般都比恒星亮，五大行星亮度的变化花园如下：

  金星：-4.4至-3.3等,发白光,即使最暗时,也比任何恒星都亮.

  火星：-2.8至+1.6等.火红色,在亮度很大时,更是红得鲜艳.

  木星：-2.5至1.4等,即使最暗时,也是星空中数一数二的亮星.

  水星：-1.9至+1.1等,只可能作为晨星在东方晨曦中出现,或作为昏星在黄昏时的西地平线上出现,那时它的附近还不会出现任何亮星.

  土星：-0.4至+0.9等,稍带黄色,这样的亮星全天也只有一二十颗.

  行星亮度基本上是稳定的,闪烁小;恒星闪烁不停.

  行星位置是变化的,经过几天或十多天的观测,就能看出这种变化,而恒星在星空中的位置可以说是不变的.

• 4、观测行星

  观测和研究行星是天文学家日常的重要工作之一，

  我们天文爱好者也可以进行不少观测项目，直接用肉眼进行观测，或者用双筒望远镜和小型望远镜。

• 观测水星和金星                                    

  这两颗行星只能在东大距或西大距前后的一段时间里，才观观测到。对于金星来说，这段时间可长达好几个月，而对水星来说，有10多天的观测时间就已经算是不错的了！

  从地球上看水星和金星，它们都像月亮那样呈现位相变化，只是用望远镜进行观测时才能看到。你要是能拍出一套金星相位变化的图形，那是很有意思的。不过要注重，金星离我们远的时候比离得近的时候相差五六倍，从望远镜里看到的金星的视直径，也会相差五六倍。用小型望远镜观测金星时，尤其是金星离得比较近的时候，有可能看到金星边缘有点模糊，而不是那么清晰，这是因为金星周围存在大气的缘故。

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• 观测火星

  单凭肉眼就可以看到火星的血红颜色，用小型望远镜观测的话，还可以进一步看到火星表面的颜色变化。火星两极的白色极冠必需用小型望远镜才能看到。一般情况下，可看到它的北极极冠或南极极冠，在位置比较合适时，有可能同时看到两个极冠。随着火星表面的季节变化，极冠的大小也在变化。无论是看到一个还是两个极冠，都要尽可能拍出画面，经过一段时间后，它会有助于你对火星季节的变化的了解。

  火星的视运动比较复杂，建议你每数天拍一张火星在星空中的位置图，经过半年或者更长时间的拍摄，你将会有惊奇的发现。

  在一般情况下，从小型望远镜中看火星还是比较清楚的，有时还能看到一些暗黑的斑点，那是它表面的一些低地或峡谷之类的地形。如果你觉得表面似乎有点模糊不清的话，不一定是你望远镜的问题，也许是火星表面发生了大沙尘暴之类的现象。

  火星离地球最远时可达1亿2千万千米，最近时，即所谓冲日的时候，5800万千米还不到。火星冲日约每二年发生一次，而每15-17年发生一次大冲，那时火星离地球特别近。在条件很好的大冲时，火星离地球只有5500万千米左右，是观测它的极好时机。

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• 观测木星

  对于天文爱好者来说，木星是观测项目比较多的一颗行星。从望远镜里，一眼就可以看出它是一个扁扁的天体，这与它的自转比较快有关。木星赤道部分的自转周期只有约9小时50分钟。在天文书里，木星的扁率被定为0.0648，即6.48%，你不妨通过自己的观测做简单的测定，可以取多次结果平均一下，看看你自己的观测结果，与书里的数据符合到什么程度。

  还可以看到木星表面存在着一些平行于赤道的条纹，这是由木星上的大气环流造成的。条纹的宽窄不同，颜色不同，有浅黄、淡绿、褐色等，位置也有点变化。这实在是观测的好目标。

  在木星南半球、南纬约20度左右的地方，存在着一个著名的大红斑，形状是卵形的，很容易辨认出来。大红斑从什么时候开始就有的，没有人知道，我们只知道望远镜发明后刚开始观测木星时，就发现了它。四百年来，它一直存在着，形状几乎没有什么变化，大小上有些变化，最长时达到40000千米，南北宽度一直保持在10000多千米。大红斑的颜色可以说是变化较大，有时很鲜艳，有时候较暗淡，有时候略带棕色，有时候淡玫瑰色，有时甚至是鲜红色，等等。这样说来，大红斑的大小、形状、颜色及其变化，肯定会纳入你的观测计划中去。还有同样的要求，拍好图，位置和比例等尽量拍好，做好记录。

  木星是外行星，观测它的最佳时间是木星冲日前后的一段时间，这段时期可达好几个月。

  木星最大的4颗卫星是比较容易观测到的，当初，意大利天文学家伽利略用很简陋的望远镜就发现了它们，

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袁州区18763882327： 天文望远镜是什么原理能看到那么远的外太空 - ？
弋左尤脱： 通过折射,来对光线进行加工 天文望远镜因为其口径大于肉眼瞳孔直径,所以能汇集更多的光,看到更暗的天体.显然,同样亮度的天体越远其亮度就越暗,所以望远镜就能看到相对来说更远的天体.不过,并不是说明在这个范围内所有的天体多...

袁州区18763882327： 天文望远镜和普通望远镜有什么不同?天文望远镜可不可以当普通望远镜用? - ？
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袁州区18763882327： 我们不断耗巨资研制大型天文望远镜,说明了什么?? - ？
弋左尤脱： 第一:说明我们热爱天文,对宇宙里未知的东西充满了兴趣:比如外星人 第二:人们渴望通过对宇宙的探索来获得更多知识和对人类自己有利的东西,比如:能源 第三:研制大型天文望远镜是一个国家实力的象征之一,这就体现为什么大型的...

袁州区18763882327： 科学家为什么要用天文望远镜来观察星体? - ？
弋左尤脱： 就问题而言,之所以叫天文望远镜就是因为它是用来观察星体的 具体说来,观察的精度是用分辨率来衡量的.而影响它的一个主要因素就是口径,所以光学天文望远镜口径很大.而射电望远镜的精度比光学望远镜更高,天文望远镜可以清晰地看见并拍下几十光年甚至几千光年(光速:光一年行走的距离,真空中的光速是一个重要的物理常量,国际公认值为c=299792458米/秒.)外的东西.因为可拍摄又清晰,便于研究,当然用它啦!!!

袁州区18763882327： 天文望远镜的参数关系 - ？
弋左尤脱： 1.口径越大分辨率越高,集光率越强 2.焦距受需求决定,物镜焦距除目镜焦距就等于放大倍数 3.焦距除以口径就是焦比,好比照相机光圈 4.焦比小集光里强(F2大于F10),但色差也越大(只限于折射式,反射式不存在色差,所以一般镜筒很短)不存在绝对完美,但口径越大越好.望远镜视需求而定,一般都是用反射式. 折射式的话,焦比小的适合看深空天体,反之适合看近地天体

袁州区18763882327： 什么是天文学的历史? - ？
弋左尤脱： 天文学历史 天文学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时代.远古时代,人们为了指示方向、确定时间和季节,而对太阳、月亮和星星进行观察,确定它们的位置、找出它们变化的规律,并据此编制历法.从这一点上来说,天文学是最古老的自然...

袁州区18763882327： 什么是在线天文望远镜?？
弋左尤脱： 天文望远镜(Astronomical Telescope)是观测天体的重要手段,可以毫不夸大地说,没有望远镜的诞生和发展,就没有现代天文学.

袁州区18763882327： 天文望远镜真的能看到几千万光年以外的东西吗? - ？
弋左尤脱： 当然是能的.哈勃空间望远镜就能看到几十亿光年以外的天体.至于时间上,由于光在广阔的宇宙里传播还是要很长时间才被我们看见,所以我们看到的宇宙图像都是过去的. 例如,仙女座星系距离我们220万光年,也就是说它发出的光要220...

袁州区18763882327： 牛顿对天文学有哪些主要贡献 - ？
弋左尤脱：[答案] 在天文学方面,牛顿可以称为近代伟大天文学家.他的杰出贡献是制作了反射式望远镜,反射式望远镜的制造成功,是天文学史上的一项重大革新.自伽利略发明第一架天文望远镜以来,人们对于宇宙的认识范围迅速扩展,但是当时流行的伽利略、开...

袁州区18763882327： 显微镜和望远镜的目镜成像的原理是什么? - ？
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