折反射望远镜的研究发展

折反射式望远镜的发展~

由于折反射式望远镜能兼顾折射望远镜和反射望远镜两种的优点，非常适合业余的天文观测和天文摄影，并且得到了广大天文爱好者的喜爱。应用最广泛的有施密特望远镜（美国Meade 12”LX200SC），施密特—卡塞格林系统（南京天仪中心的KP300S），马克斯托夫与马克斯托夫——卡塞格林望远镜（南京御夫天文科教仪器厂生产的Φ160mm等系列）四种类型。由于折反射望远镜具有视场大、光力强等特点，适合于观测延伸（彗星、星系、弥散星云等）天体，并可进行巡天观测，较适合天文爱好者使用 。施密特-卡塞格林式的主要好处是它的光路经过摺叠之 后使镜筒可以缩成很短而矮胖，因而增加了可携带性，在观察行星和深空天体时的光学性能也都很好。马克苏托夫式的视野比施密特-卡塞格林式的狭窄，一般也比较重；但是较小的次镜使他的解析力比施密特-卡塞格林式好。望远镜口径越磨制越大，但是随着口径的增大，制作起来也越来越困难，近年来随着计算机在望远镜上的应用，1979年人们又产生了多面镜组合成反射望远镜的新思路。目前，第一架组合式望远镜，它是由6台口径为1．8米卡塞格林式望远镜组合成的，它们由计算机控制镜面姿态，组合成光力相当于单面主镜口径为4．5米的反射望远镜。这架新一代望远镜安装在美国麻省威廉斯敦麦迪逊霍普金斯天文台。施密特折反射式望远镜首先发明这种型式望远镜的是德国人施密特。1931年，德国光学家施密特用一块别具一格的接近于平行板的非球面薄透镜作为改正镜，与球面反射镜配合，制成了可以消除球差和轴外象差的施密特式折反射望远镜，他首先于1938年制作了第一部折反射式望远镜。这种望远镜光力强、视场大、象差小，适合于拍摄大面积的天区照片，尤其是对暗弱星云的拍照效果非常突出。施密特望远镜已经成了天文观测的重要工具 。施密特研磨了一片中央凸、周边凹、形状复杂的波浪状修正透镜，将这片修正透镜置于镜筒最前端，让光线进入后不是收缩聚焦，而是向外产生曲折，然后经后方的球面主镜反射聚焦。如果在焦点处放上底片，就是天文摄影专用的史密特照相机。若用第二面反射镜（副镜）将光线再反射到主镜后方的开孔，就称为施密特—卡塞格林式望远镜。1970年美国的Celestron公司首先量产了施密特—卡塞格林式望远镜，在大量生产下，价格非常便宜，而为眼视观测者最爱用的望远镜。马克斯托夫反射式望远镜1943年，俄罗斯的马克斯托夫也发明了另一种折反射式望远镜。他用一片两面同曲率并同向主镜方向内凹的透镜做为修正镜，光线穿过修正透镜后产生曲折，然后经反射镜反射聚焦，再经第二反射镜（副镜）反射回主镜中央开孔处聚焦成像，所以称为马克斯托夫－盖赛格林式望远镜。大部份的马克斯托夫－盖赛格林系统的副镜，都是直接在修正透镜后方中央部份镀上铝成为曲率同修正镜的副镜。如果改变上述副镜曲率，就称为RUMAK型，把副镜独立出来制作并向主镜靠近的就是SIMAK型，像差程度也照这顺序减少，性能也就愈来愈好。世界上生产马克斯托夫－盖赛格林式望远镜的厂商以美国的Questar及德国的Zeiss最出名，但价格高昂，一般同好不容易买得起。

有一种马克苏托夫望远镜，在球面反射镜前面加一个弯月形透镜，选择合适的弯月透镜的参数和位置，可以同时校正球差和彗差。及这两种望远镜的衍生型，如超施密特望远镜，贝克―努恩照相机等。折反射望远镜的特点是相对口径很大，甚至能大于1，光力强，视场广阔，像质优良。适于巡天摄影和观测星云、彗星、流星等天体，折反射望远镜的反射镜有副镜的保护，不易被灰尘等污染物侵袭。

大口径反射望远镜在观测天空时，总免不了出现较大像差，只有中心很小的部分能取得较好的观测效果。也就是所观测到高清晰度的天区范围变小了。为解决这个缺陷，德籍俄国光学家施密特(1879-1935年)发明了新型望远镜以克服这个缺点。人们称之为施密特望远镜。
施密特早年为做实验，曾将火药塞在一根钢管里点燃，不小心炸掉了他的右手和前臂。所以，他在磨制镜面时只能用一只胳膊顽强地工作。1930年他制作了一台折反射望远镜，这种望远镜的制作是介乎反射望远镜和折射望远镜两者之间的折衷方案，取二者之长，克服二者之短。施密特选用凹球面作主镜，为克服主镜成像时产生的球差，它加了一块“改正透镜”，外形奇特，中间厚两边薄。改正透镜的作用是当光线透过后，光线折射恰好能补偿射镜产生的各种像差，使望远镜获得更大、更清晰的视场。用这种望远镜进行天体摄影，可获得大面积天区照片，被人们誉为“巡天警察”。目前，世界上最大的施密特望远镜，是安放在德国图林根陶登堡史瓦西天文台内，它的主镜为200厘米，改正镜口径为134厘米，视场3．4°×3．4°。
由于施密特望远镜中改正镜形状奇特，磨制过程非常困难。为了简化改正镜形状，1940年初，前苏联光学家马克苏托夫发明了一种新型折反射望远镜，被称为马克苏托夫望远镜。这种望远镜与施密特望远镜原理一样，只是副镜是由一个特殊的月牙状透镜代替，又称弯月形改正透镜。改正镜是磨制球面的，只要适当地选择透镜两面的曲率和厚度，可以使弯月镜产生足以补偿凹面镜的像差。目前，世界上最大的马克苏托夫望远镜，安装在俄罗斯阿巴斯图曼尼天文台，它的主镜口径为98厘米，焦距210厘米，改正镜口经为70厘米。
望远镜口径越磨制越大，但是随着口径的增大，制作起来也越来越困难，近年来随着计算机在望远镜上的应用，1979年人们又产生了多面镜组合成反射望远镜的新思路。目前，第一架组合式望远镜，它是由6台口径为1．8米卡塞格林式望远镜组合成的，它们由计算机控制镜面姿态，组合成光力相当于单面主镜口径为4．5米的反射望远镜。这架新一代望远镜安装在美国麻省威廉斯敦麦迪逊霍普金斯天文台。欧洲南方天文台的科学家们最近在智利安第斯山脉中的锡拉天文台成功地安装了一台新一代望远镜——新技术天文望远镜 (简称NIT)，因为它具有简易、轻便、造价低及高效等优点，所以受到人们的青睐。 NTT成功的关键是应用了主动光学部件，在观测中，由敏感元件和计算机控制马达组成的系统能自动分析、调节主镜形状以及副镜位置。它还能连续地自我监测，以便将整个镜面放在最佳状态。NIT还采用了一种新系统，该系统可把望远镜像差在来自参考源点的像中译成可测位移，这样，计算机图像分析器就可跟踪错误光路，再返回主镜，计算出需要的改正量，并将其加到正确的光路上。
NIT使用了焦比为f/2．2的R-C主镜。投在主镜上的光先被反射到一个88厘米的R-C副镜上，再反射到可动的45°平面反射镜上，此平面镜将光偏转到位于赤纬轴两端的两个第二卡焦之一上。与其他同类大小的望远镜不同，NIT没有卡塞格林焦点，其主镜为3.56米，可以将恒星百分之八十的星光会聚到大小仅 0．096弧秒的点内。NIT的120吨地平装置和250吨建筑一起绕一个直径7米的转子轴承转动。为确保望远镜及其外壳产生的热不降低视宁度，观测室是被冷却的，空调机也在不断将望远镜及观测室调至观测夜的环境温度。
为方便观测，欧洲南方天文台还于1987年在锡拉与总部慕尼黑附近的加琛之间设置了一条卫星通信线路，以实现远距离遥控观测。只要30秒就可传输一个未处理的电视图像，以便天文学家们能迅速从事分析研究。NIT自1997试用以来，打破了所有天文观测记录，已获得了几百个图像，分辨率达0.7弧秒到0.3弧秒。可以想象其发展前途将是可观的。

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盐都区19861338446： 望远镜是怎样做的 - ？
蛮刘双歧： 1. 折射式望远镜 折射式望远镜的光学系统, 实质上与显微镜一样.二者都是由目镜观看物镜所造成的像.它们的差别是:望远镜是用来看长距离的大物体,而显微镜是用以观看眼前的小物体. 下图说明天文望远镜的构造和原理.物镜使物体O行成缩...

盐都区19861338446： 望远镜 - ？
蛮刘双歧：[答案] 与此同时,德国的天文学家开普勒也开始研究望远镜,他在《屈光学》里提出了另一种天文望远镜,这种望远镜由两个凸透镜组成,与伽利略的望远镜不同,比伽利略望远镜视野宽阔.但开普勒没有制造他所介绍的望远镜.沙伊纳于1613年─1617年间...

盐都区19861338446： 什么是折反射望远镜?？
蛮刘双歧：由折射和反射元件组成的天文望远镜.其中单独的折射或反射元件都不能很好成像.哈密顿在1814年曾提出在透镜组中间加入反射面﹐以增加光焦度.采用这种办法就能用一般的玻璃得到色差改正比消色差物镜更好的望远镜.这是最早的一种...

盐都区19861338446： 望远镜经历了怎样的发展? ？
蛮刘双歧： 光学望远镜的发明人和光学显微镜的发明人都是荷兰的扎卡里斯•杨森和他 的父亲汉斯•利伯希.1608年,汉斯•利伯希获得了望远镜的专利.意大利科学 家伽利略在获...

盐都区19861338446： 什么是折反射望远镜? - ？
蛮刘双歧： 采反射和折射的长处之型式,基本上和反射一样,也有反射式天文望远镜的缺点,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. 代表作品为 施密特卡式天文望远镜 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.

盐都区19861338446： 望远镜的发明是哪个国家,哪个人发明的(人名)?好像是里佩尔海斯吧? - ？
蛮刘双歧：[答案] 望远镜的发展史 17世纪初的一天,荷兰小镇的一家眼镜店的主人利伯希(Hans Lippershey),为检查磨制出来的透镜质量,把一块凸透镜和一块凹镜排成一条线,通过透镜看过去,发现远处的教堂塔尖好象变大拉近了,于是在无意中发现了望远镜...

盐都区19861338446： 反射望远镜的发展历程是怎么样的? ？
蛮刘双歧： 在光学上,他发明了反射望远镜,并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察,发展出了颜色理论

盐都区19861338446： 以“望远镜的变迁”为题写一篇科普文 - ？
蛮刘双歧： 不知你要这个的目的是了解望远镜的变迁呢还是只为应付- -推荐你看一本书:《观天巨眼》,08年10月出版的,介绍了从古到今、世界各地的望远镜,绝对全面有用.看完再写绝对比现在抄的更好、更有实质内容. 望远镜总体分为光学望远镜...

盐都区19861338446： 反射式望远镜的原理是怎样的? ？
蛮刘双歧： 1668年,牛顿制成第一架反射式望远镜,解决了折射望远镜的色差问 题.他用2.5拉米直径的金属球磨制成一块凹面反射镜,并在主镜的焦点前 面放置了一个与主镜成45度角的反射镜,使经主镜反射后的会聚光经反射镜 以90度角反射出镜简后到达目镜,这是一个巨大的成功. 反射望远镜在天文领域应用十分广泛.由于反射式系统对玻璃材料在光 学性能上没有特殊要求,光线不需透过材料本身,且整个系统重量较轻无色差,因此大口径的望远镜都采用反射式. 反射式望远镜中常用的有牛顿系统、卡塞格林系统、格雷果里系统、折 轴系统等.现代的大型反射望远镜,大都通过镜面的变换,在同一个望远镜 上得到不同的系统,以用于不同的观测项目.

盐都区19861338446： 折反射望远镜的成像原理是什么? - ？
蛮刘双歧： 反射望远镜:望远镜用凹面镜和反射镜来聚光成像.光通过主聚光反射镜,反射到小的第二反射镜再反射到目镜. 折射望远镜:只由凸透镜制成.光透过主聚光透镜直接透过目镜.