望远镜为什么能望远，原理是什么？

望远镜是什么原理？~

望远镜当然起望远功能。其实质是把一束光进行缩束到你的视场里。任何光学系统都有个放大率的问题，望远镜也有。如果它不起放大作用，你怎么可能看到你本来看不到的东西呢？但是放大的不是物体的真实大小。而是用望远镜看到的像和你通过眼睛看到的像（眼睛也是个光学系统）相比变大了。你可以看看望远镜的原理方面的材料。
简单的说。望远镜通过放大远处物体而实现了望远功能。

望远境原理1：
常见望远镜可简单分为伽利略望远镜，开普勒望远镜，和牛顿式望远镜。伽利略发明的望远镜在人类认识自然的历史中占有重要地位。它由一个凹透镜（目镜）和一个凸透镜（物镜）构成。其优点是结构简单，能直接成正像。但自从开普勒望远镜发明后此种结构已不被专业级的望远镜采用，而多被玩具级的望远镜采用，所以又被称做观剧镜.
开普勒望远镜：原理由两个凸透镜构成。由于两者之间有一个实像，可方便的安装分划板，并且各种性能优良，所以目前军用望远镜，小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用此种结构。但这种结构成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统。

正像系统分为两类：棱镜正像系统和透镜正像系统。我们常见的前宽后窄的典型双筒望远镜既采用了双直角棱镜正像系统。这种系统的优点是在正像的同时将光轴两次折叠，从而大大减小了望远镜的体积和重量。透镜正像系统采用一组复杂的透镜来将像倒转，成本较高，但俄罗斯20×50三节伸缩古典型单筒望远镜既采用设计精良的透镜正像系统。

牛顿发明的反射式望远镜 多为大型座镜采用，在此不再赘述。

原理2：

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行成缩小的实像I.I'是I经由目镜所造成的虚像.与显微镜的情况相同,I'可以呈现於眼睛之近点与远点间的任一位置上.实际上,望远镜所观看的物体离仪器非常远,所以它造成的像I之位置几乎就在物镜的第二焦点上.此外,若I'这个像在无穷远处,则I位於目镜的第一焦点.因此,目镜与物镜间的距离(亦即望远镜的镜筒长度)便等於物镜与目镜的焦距之和.
望远镜的角放大率之定义为:最后的像I'对眼睛所张之角与物体对裸眼所张的角之比值.这比值可表为物镜与目镜的焦距之比,其推理方式如下.上图中,通过物镜第一焦点F1,并通过目镜第二焦点F2'的光线,用粗线画出以示强调.物体(未画出)对物镜所张的角是u,他对裸眼所张的角度也是这个值.此外,由於观察者的眼睛在焦点F2'右侧不远处,所以最后的像对眼睛所张的角等於u'.ab与cd这两段距离显然相等,并等於像I的高度y'.由於u与u'都很小,可以用它们的正切值代替它们(u=tanu).由F1ab与F2'cd两个直角三角形可得
因此,
於是,望远镜角放大率等於物镜焦距除以目镜焦距之商.负号显示所成的像是倒像.
2. 双筒望远镜
若这望远镜是用来做天文观测的,那麼倒像并非缺点;可是我们希望望远镜能形成正立的像.稜镜双筒望远镜(prism binocular)可以达成这目的,下图显示其剖视图,其中的物镜与目镜之间,有一对45°-45°-90°全反射稜镜.在稜镜斜面上发生的四次反射,把像倒过来,而成为正立像.
3. 反射式望远镜
反射式望远镜里,一凹面镜代替透镜作为物镜,如下图所示.这种装置在大型望远镜方面,有许多理论上及实际上的优点.反射面镜根本不会有色像差,而且消除它的球面像差比消除透镜的要容易多.镜面不须采用透明材料,而且反射镜可以做的比透镜坚固,因为透镜只能由边缘支持.世界上最大的反射式望远镜之镜面直径超过5公尺.由於像形成於入射光线所经区域的一部份,所以只有把入射光束的一部份挡掉,才能用目镜直接观看这个像;只有最大的望远镜才适於这麼做(否则光量太弱).图(b)及(c)显示别的装置法,它们是用反射面镜把像向侧方,或是经由原镜上的小孔反射出去.

一般天文望远镜以构造来分类,可分为折射天文望远镜、反射天文望远镜及折反射天文望远镜三大类。

一、 折射天文望远镜

所谓折射天文望远镜是以会聚远方物体的光而现出实象的透镜为物镜的望远镜它会使从远方来的光折射集中在焦点,折射天文望远镜的好处就是使用方便,稍微忽略了保养也不会看不清楚,因为镜筒内部由物镜和目镜封着,空气不会流动,所以比较安定,此外,由于光轴的错开所引起的像恶化的情形也比反射望远镜好,而口径不大透镜皆为球面,所以可以机械研磨大量生产,故价格较便宜。

(1)伽利略型天文望远镜：

人类第一只天文望远镜,使用凹透镜当目镜,透过望远镜所看到的像与实际用眼睛直接看的一样是正立像,地表观物很方便但不能扩大视野,目前天文观测已不再使用此型设计。

(2)开普勒型天文望远镜：

使用凸透镜当目镜,现今所有的折射式望远镜皆为此型,成像上下左右巅倒,但这样对我们天体观测是没有影响的,因为目镜是凸透镜可以把两枚以上的透镜放在一起成一组而扩大视野,并且能改善像差除却色差。

二、 反射式天文望远镜：

反射天文望远镜不用物镜而用叫主镜的凹面的反射镜。另外有一面叫做次要镜的小镜将主镜所收集的光反射出镜筒外面,由次要镜反射出来的光像再用目镜放大来看,反射式最大的长处是由于主镜是镜子,光不需通过玻璃内,所以完全不会有色差,也不太会吸收紫外光或红光,因此非常适合分光等物理观测,虽无色差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。因为镜筒不能密封,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,另外像的稳定度也不及折射式望远镜。

目前知名反射天文望远镜的设计大致分为五种，我们只列举两种市售一般中小型的反射望远镜。

(1)牛顿式 (Newtonian)天文望远镜：

一六六八年由牛顿发明设计,由抛物面的主镜和平面次要镜所构成,以对着光轴45度的角度将平面次要镜装在从主镜反射过来的光的焦点的稍微前方(如上图)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。

(2)卡赛格林式或简称卡式 (Cassegrain)天文望远镜：

利用一块双曲面凸镜(Convex hyperboloid)作为副镜,在主竞焦点前将光线聚集,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)。

三、 折反射天文望远镜(Catadioptric telescope)：

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..只介绍其中一种最广泛运用的折反射天文望远镜。

施密特卡式天文望远镜
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

常见望远镜可简单分为伽利略望远镜，开普勒望远镜，和牛顿式望远镜。伽利略发明的望远镜在人类认识自然的历史中占有重要地位。它由一个凹透镜（目镜）和一个凸透镜（物镜）构成。其优点是结构简单，能直接成正像。但自从开普勒望远镜发明后此种结构已不被专业级的望远镜采用，而多被玩具级的望远镜采用，所以又被称做观剧镜。

开普勒望远镜：原理由两个凸透镜构成。由于两者之间有一个实像，可方便的安装分划板，并且各种性能优良，所以目前军用望远镜，小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用此种结构。但这种结构成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统。

正像系统分为两类：棱镜正像系统和透镜正像系统。我们常见的前宽后窄的典型双筒望远镜既采用了双直角棱镜正像系统。这种系统的优点是在正像的同时将光轴两次折叠，从而大大减小了望远镜的体积和重量。透镜正像系统采用一组复杂的透镜来将像倒转，成本较高，但俄罗斯20×50三节伸缩古典型单筒望远镜既采用设计精良的透镜正像系统。

一般望远镜由两组凸透镜组成.靠近眼睛的叫目镜,靠近被测物体的叫物镜.物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大.

望远镜的基本原理
望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器，能把远物很小的张角按一定倍率放大，使之在像空间具有较大的张角，使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。所以，望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。它是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行射出的光学系统。根据望远镜原理一般分为三种。
一种通过收集电磁波来观察遥远物体的仪器。在日常生活中，望远镜主要指光学望远镜。但是在现代天文学中，天文望远镜包括了射电望远镜，红外望远镜，X射线和伽吗射线望远镜。近年来天文望远镜的概念又进一步地延伸到了引力波，宇宙射线和暗物质的领域。
在日常生活中，光学望远镜通常是呈筒状的一种光学仪器，它通过透镜的折射，或者通过凹反射镜的反射使光线聚焦直接成像，或者再经过一个放大目镜进行观察。日常生活中的光学望远镜又称“千里镜”。它主要包括业余天文望远镜，观剧望远镜和军用双筒望远镜。

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太和区15239998432： 望远镜为什么能看见远处的东西?本质的原理是什么? - ？
子丰俘潇莱：[答案] 望远镜(这里单说光学望远镜)实际上是从两点来达到”望远“的目的,一是增加被观测物体在观测者看来的张角,二是增加观测者接受到的被观测者发出的光.由于物体很远,因此物体对于观者者而言的张角是很小的,而当张角小到一定程度,人眼...

太和区15239998432： 望远镜为什么可以看得更远? - ？
子丰俘潇莱： 人眼能看到东西取决于两个条件,大小和亮度. 望远镜能看到更远的目标,也是因为两个原因: 1. 望远镜通过对光线的折射或反射(不同类型的望远镜原理不同),起到了放大视角的功能,也就是说把目标的影像放大,让我们更容易识别. 2. 望远镜的口径都比人的瞳孔直径大得多,这就可以收集更多的光线集中到我们的瞳孔上,帮助我们看到更暗的目标.

太和区15239998432： 为什么通过望远镜看东西可以看的远? - ？
子丰俘潇莱： 望远镜的功能不是看的远 太阳近吗?光从太阳出来到地球要8分钟!但我们用肉眼就可以看到. M31(仙女座大星系)近吗?离我们200万光年!但我们用肉眼还是能看到.望远镜并不能比肉眼望的远,却能将物体放大.这是由于它的光学系统决定的. 望远镜的物镜比目镜大.物镜收集了比较多的光线集中到目镜上,自然能使暗弱的天体更容易被我们看到.而一般来说越远的天体越暗,所以我们通过望远镜能看到更多的暗天体就意味着更多远的天体能被看到.

太和区15239998432： 望远镜是如何实现远望的?其原理如何? - ？
子丰俘潇莱： 天文望远镜分反射镜和折射镜2大类. 折射望远镜一般由3到4块大小焦距不一的凸透镜构成,一般来说是先把远处的图像缩小,放大,放大再缩小(我是说目镜).色散现象随尺寸增大而变得更严重. 反射镜有牛反也就是在镜筒最底端放一块凹面镜,聚焦形成的画面由中心的一块平面透镜反射到目镜里,但是色散和光线损失比较严重;卡反主要是把凹面镜换成了抛物面镜,平面透镜换成了一个形状很神奇的有波浪的透镜,目的就是为了消除色散和光线损失,不过光路复杂,造价昂贵. 还有一种是折反,就是既有凹面镜又有凸透镜的组合形,继承了以上两种望远镜的优点,有效消除了缺点,是大型望远镜的首选.

太和区15239998432： 望远镜原理是什么 - ？
子丰俘潇莱：[答案] 原理有3个,所以制造出了不同的望远镜哦 一、折射望远镜 用透镜作物镜的望远镜.分为两种类型:由凹透镜作目镜的称伽利略望远镜 ;由凸透镜作目镜的称开 普勒望远镜 .因单透镜物镜色差和球差都相当严重,现代的折射望远...

太和区15239998432： 为什么望远镜能使我们看清远处的东西? - ？
子丰俘潇莱： 你好望远镜前面直径大、焦距长的凸透镜叫物镜;后面一块透镜直径小,焦距短的叫目镜.物镜把来自远处景物的光线,在它的后面汇聚成倒立的缩小了的实像,相当于把远处景物一下子移近到成像的地方.而这景物的倒像又恰好落在目镜的...

太和区15239998432： 望远镜为什么能望远?望远镜为什么能望远? ？
子丰俘潇莱： 望远镜是一种用于观察远距离物体的光学仪器,它能把远处的物品 在成像空间内按一定倍率放大,使本来无法用 肉眼看清的物体变得清晰可见. 望远镜能望远,靠的是它...

太和区15239998432： 望眼镜为什么能望远 - ？
子丰俘潇莱：[答案] 根据光的折射定律——凸透镜能使光会聚,由于望远镜望的是远处的物体,物距定然大于2倍焦距,从而使较远的像成在一倍焦距之后的一点点,而一倍焦距一般只有1——2厘米,这便是镜片与眼睛的距离了,因此,远处的像就能被清晰...

太和区15239998432： 望远镜的工作原理是什么 - ？
子丰俘潇莱：[答案] 原理有3个,所以制造出了不同的望远镜哦一、折射望远镜用透镜作物镜的望远镜.分为两种类型:由凹透镜作目镜的称伽利略望远镜 ;由凸透镜作目镜的称开 普勒望远镜 .因单透镜物镜色差和球差都相当严重,现代的折射望远镜...

太和区15239998432： 望远镜的基本原理 - ？
子丰俘潇莱： 望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器,能把远物很小的张角按一定倍率放大,使之在像 空间具有较大的张角,使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨.所以,望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具.它是一种通过物镜...