Transcript 第39讲

§10.4 望远镜结构及其原理
一、基本结构
二、光束限制
三、分辨本领
四、放大本领
1、视角放大率
2、有效视角放大率
五、聚光本领
六、望远镜的物镜
一、基本结构－望远镜
物镜
1、Kepler望远镜结构
物镜和目镜均由正透镜
构成,镜筒内存在实像。
Fo
可设置视场光阑，消渐晕
可设置分划板,测量物体大小
系统成倒像
2、Galileo望远镜结构
目镜由负透镜构成,镜
筒内不存在实像。
眼
睛
目镜
Fe(Fo')
Fe’
xa
物镜
Fo
系统结构紧凑，筒长短,成正立像
不可设置分划板,测量物体大小
存在渐晕
目镜
眼
睛
Fe' F (F ')
e
o
二、光束限制－望远镜
物镜
Fo
目镜
Fe(Fo‘)
-w
孔径光阑
fo’
Fe’
视场光阑
以Kepler望远镜为例
孔径光阑：物镜框。
视场光阑：通常设置在物镜的像平面上。
视场光阑的大小等于物方视场角与物镜焦距
的乘积。
三、分辨本领－望远镜
1、分辨极限
出瞳D’
望远镜物镜像面上刚好能
够分辨的两点的最小距离。
s'
s'
q0
A'
(F')
2、表示
s '  1.22f o ' / D
 1.22FNum
-xa'
FNum称为物镜的F数, D/fo'称为相对孔径。
角分辨极限 :  0  1.22 / D
1、视角放大率－望远镜放大本领
tan w '

tan w
fo '
fe '
D
D'
物镜
目镜
w’
Fo
-w
Fe(Fo')
f o'
物镜
Fe'
fe'
目镜
D/2
Fo
Fe(Fo')
Fe'
D'/2
fo'
fe'
2、有效视角放大率－望远镜放大本领
使用望远镜要求:
(1)、望远镜光学系统的性能得到充分的利用;
(2)、没有赝像;
视角放大率的要求:
望远镜的角分辨极限经望远镜放大后能够被
眼睛分辨。
 0  1'
  60 D / 140 ~ D / 2.3
实际望远镜的视角放大率为上式的1.5~2倍
五、聚光本领－望远镜
设望远镜光学系统的基本 出瞳D'
亮度为L0,则像面的照度为:
H i  L0 n' sin U '
2
U'
2
(F') A'
2
(D / fo ' )
H i  L0
2
2
(1 -  o /  p )
H i ~ 1 / FNum
2
-xa'
x o'
六、望远镜的物镜－望远镜
物镜参数:
相对孔径和焦距。
物镜的结构:
折射式/反射式和折反射式。
 折射式
以透镜为主要构成元件.
双胶合物镜
同时校正轴上球差和色差.
双分离物镜
同时校正轴上球差和色差.
反射式物镜－望远镜的物镜
以反射面为主要构成元件.
无色差,易于制成大孔径结构.轴外像差难校正
F1'
Newton系统
主镜:抛物面;次镜:平面镜
F’
Cassegrain系统
主镜:抛物面;次镜:双曲面
F1'
F’
F1' (F2)
F'
Gregory系统
主镜:抛物面;次镜:椭球面
折反射式物镜－望远镜的物镜
在反射式结构中增加透射元件来校正像差
C
F'
施密特系统
反射镜:球面镜+校正板
曼金系统
反射镜:球面镜+紧贴弯月透镜
C
F'
F'
马克苏托夫系统
反射镜:球面镜+分离弯月透镜
例题－望远镜
例题1、有一架开普勒望远镜．目镜焦距为
100mm，出瞳直径D'＝4mm，求当望远镜
视角放大率分别为10×和20×时，物镜和
目镜之间的距离各为多少?假定入瞳为物镜
框，物镜通光口径各为多大?(忽略透镜厚度)
例题－望远镜
例题2、有一架开普勒望远镜，视角放大率
为6×，物方视场角为8度，出瞳直径D'＝
5mm，物镜和目镜之间距离L＝140mm．假
定孔径光阑与物镜框重合，系统无渐晕，求：
(1) 物镜焦距和目镜焦距；(2) 物镜口径；(3)
视场光阑的直径；(4) 出瞳的位置。
作业－望远镜
1、10－7
2、10－8