天文望远镜三种主要分类
望远镜的分类
业余光学天文望远镜主要分三大类:折射式、反射式和折反式,它们的工作原理不同,结构也有区别,但目的都是把光汇聚到一点最后进入观测者的眼镜里。
注意:专业光学天文望远镜大致原理也相同,只是口径更大,更精密。
如果是打算买一台天文望远镜,那么就需要搞清楚自己看中的是那种类型的望远镜,它们的价格差异很大,用途也有所区别,购买前需要搞清楚自己的需求再下手。比如自己的预算高低,比如打算看土星、木星还是深空天体,再或者自己喜欢轻巧便携的还是根本不在乎重量。接下来我将简单介绍下这三种类型的望远镜,希望对你能有所帮助。
折射式
折射式望远镜和光学原理
折射式望远镜可以说是最早的天文望远镜,主要是光通过透镜(物镜)汇聚到尾部聚焦成像(看上图原理图)。早期的折射镜非常长,像棍子,很不便于运输,而且折射镜还有色差问题。现代折射镜相对来说做的要短的多,而且物镜(就是上图最左侧的两片)也由最初的一片玻璃变成2/3/4片组合体,为了就是减少色差,当然这类折射镜最值钱的地方也就是这个物镜。折射镜通常配合天顶镜(就是尾部改变光路为90°的配件)来使用,主要是方便看天。折射镜市场走两个极端,一个是非常便宜的入门镜,一般1000以内全套,包括脚架目镜,主要是给孩子科普用的。还一种是非常贵的,通常上万,主要是目视和摄影爱好者追捧,折射镜口径越大价格也成倍增加。入门级的折射镜一般主要都集中在某宝,中级别主要是国产品牌如景德/天虎等为主流,而高品质则由美(AP/TV/TEC等),日(高桥),欧(蔡司)等等统治。
优点
- 由于镜筒是封闭式的,折射镜内部相对干净不容易进灰,也可以保护镜片
- 光轴问题相对稳定,有的甚至终生都不用管
- 行星效果和拍摄效果出色
- 和反射镜相比,老化问题不严重,保养得当,可以忽略
- 高品质的APO折射镜会用到更多镜片减少色差,但是价格也是飞起
- 透光率通常在90%以上
- 天顶镜可以方便观测者观看,可能会稍微影响一点亮度
- 观察行星细节,分解双星等在天气不理想时也要比其他类型稍好
- 高品质折射镜可以上很高的倍数
缺点
- 由于造型问题,镜子很长,运输携带都不是很方便,即便现在可以做的很短了的,但是大口径仍然很长,运输要很小心,另外野外观测抗风性也比较差
- 贵,高品质和大口径都非常非常贵
- 由于是封闭镜筒,冷却比反射式要慢
- 不适合观看深空天体,如星云星团
- 通常比其他类型要重,主要是物镜部分(玻璃多)
- 如果镜筒(焦距)过于长,有些姿势和角度很别扭
- 色差问题只能让严肃观测者上高品质折射
反射式
反射式望远镜和原理图
反射式望远镜没有透镜,光是经过两次反射(主镜和副镜)聚焦后进入你的眼镜里,主镜在镜筒最后部,副镜在最前端,因此观测者需要在望远镜的最前端观看。这种望远镜是由牛顿发明的,因此镜友通常管它叫牛反,还有一种衍生型号叫道布森(上图右侧),主要改进的是底座,为了可以使用更大口径和方便观测。反射式望远镜主镜是抛物线形状的,需要精度高,镀膜要好。它的主要优势是结构简单,价格便宜而且口径可以做的很大,道布森式口径甚至可以做到过米,要知道望远镜最重要的指标就是口径,这也是为什么专业天文台都做巨型望远镜。市场主要做反射式望远镜的品牌叫信达(Sky-Watcher),中低端基本都是它是主流,因为价格相对低,而且它的主镜口碑比较好,入门的小黑基本国内玩家都碰过。更大的道布森式主要是美丽国玩,原因很简单,就是口径大,深空效果佳,但是折合人民币价格也要上万。
优点
- 大口径观测深空天体像星云,星系等震撼
- 拿来拍摄深空天体也还不错
- 观测行星和月亮也可以胜任
- 对光的传输率一般在80%左右
- 小口径反射镜也还算便携,像小水桶
- 因为没有透镜,不存在色差问题
- 外形为开放式,所以冷却也不错
缺点
- 需要对光轴,你也得会对光轴
- 有慧差问题,所以要买慧差镜
- 由于开放式温度变化也会不均匀,画面看着有时会抖
- 主镜镀膜对这种镜子至关重要,所以要买大品牌的,否则用久了就得从新镀膜,即便不用,反射率每年也会下降1.5%
- 由于副镜需要支架,所以也会有光损
- 目镜在前,有些观测姿势和角度也很别扭
折反式
折反式望远镜以及光路图
折反式,顾名思义就是结合了折射式和反射式的优点,既可以做到镜筒比较短粗,也可以拥有很长的焦距(因为反射了两次),因而也可以做到很高的倍数。这种类型的镜子衍生了很多版本和类型,主要是在主镜和副镜上做文章,又起了更多名字,我们就不展开了,因为很小众也很贵。最主流,使用最广的是一种叫施密特卡塞格林式望远镜,它就是这种折反式的代表,市场份额主要由星特朗和米德两个品牌瓜分,价位也相对适中。所以如果是入门选购这种类型的望远镜,最好从这两个牌子选,当然起步价格也要比折射和反射式高很多。比较有代表型的型号有星特朗C8和米德的LX200。
优点
- 深空和拍摄的性能都不错
- 行星摄影和目视效果也佳
- 通光效率在75%左右
- 便携性和反射式类似,但比较粗
- 密封式镜筒对镜片保护好
- 目镜观测位置也相对舒服
- 对各种相差也是压缩到最小
- 没有色差问题
- 作为摄星镜最好,调焦很友好
- 虽然也不便宜,但比同价位折射镜口径大的多
缺点
- 比反射式贵不少
- 需要对光轴
- 和反射一样,有副镜遮挡和光损问题
- 密封镜筒冷却比反射式慢
- 有些场曲问题只能选品质更好的品牌
- 镀膜同样重要,和反射类似,不过由于是密封式,从新镀膜的概率要远远小于反射式,反射损失大约也是每年1.5%
总结
没有完美的望远镜,只有适合不适合你的需求。如果预算有限,但又想看的效果比较好,那么就选择反射式特别是牛反有些性价比比较高。如果只想给孩子玩玩,入门科普,那么某宝就有一堆可选,千元以内,不要抱怨效果不好或者软踏踏。如果想学习摄星,追求高逼格,那就选高品质APO折射或者大口径折反,但是想玩转它们还需要很多相关知识,包括配件,可以不用着急,先学知识,有了一定了解后再入手。
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