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学习天文学，望远镜就是一个绕不开的话题。有很多小伙伴问过我，某某品牌的天文望远镜能看多远啊，能放大多少倍啊。其实这种关于看多远、放多大的提法既不科学，也没有意义，望远镜的品质也不是这样来评价的。本文详细向大家介绍关于天文望远镜的性能参数。 一、放大倍率（或倍数）所谓的望远镜的放大倍率是指目视望远镜的物理量，即角度的放大率。望远镜的放大倍数（倍率）是通过望远镜观测时将目标的张角放大的倍数（通俗地说，就是望远镜拉近物体的能力，譬如用7倍的望远镜观测700米处的物体，就相当于用肉眼观测100米处物体的效果）。这个 放大倍率可以用这个公式求出：放大倍数=物镜焦距/目镜焦距（也等于物镜入射光瞳与出射光瞳之比）。例如，1000mm焦距的望远镜使用20毫米的目镜，放大倍率=1000/20=50（倍）理论上物镜焦距越长或目镜焦距越短，倍数就越高，只要变换不同的目镜就能改变望远镜的放大倍数。  图10.1 不同放大倍数的仙女座大星云 在实际使用过程中，受物镜分辨本领，大气视宁静度及出瞳直径不能过小、观测地的环境、被观测物体的特征等诸因素的制约，望远镜的放大倍率也不是可以无限制的增大；一架天文望远镜通常都会配置几个不同焦距的目镜，也就是有几个不同的放大倍率可用。观测时，绝不是以最大倍率为最佳，而应以观测目标最清晰为准。 不同口径的可用最高倍率可以参考经验公式： 折射望远镜：口径（毫米）的1.5~2倍； 反射/折返式望远镜：口径（毫米）的1~1.5倍 高质量的天文望远镜可以提高放大倍数，在观测条件非常理想的情况下（大气稳定度很高的情况）可以达到口径（毫米）的3倍甚至以上。 二、 解析力解析力（分辨力）是天文望远镜非常重要的一个参数，它是指望远镜能够分辨两个接近星点的能力。望远镜的分辨本领由望远镜的分辨角（δ）的倒数（1/δ）来衡量，分辨角通常以角秒为单位，是指刚刚能被望远镜分辩开的天球上两发光点之间的角距。对于目视望远镜，根据光的衍射原理可推得望远镜的理论分辨角（相对于人眼最敏感的波长λ=555纳米而言）为：δ”=140/D(mm) （式中D为物镜的有效口径）。  图10.2 天文爱好者在调试天文望远镜 人的视觉分辨力约为1°。由于大气宁静度与望远镜系统像差等的影响，望远镜的实际分辨角要远比理论分辨角大（较好的望远镜也只能介于0.5到2角秒之间）。望远镜的分辨率越高，越能观测到更暗、更多的天体，看到的像也越清楚。所以说，高分辨率是望远镜最重要的性能指标之一。当两个星点的分隔小于解析度的时候，则望远镜就不能将这两颗星分辨为两个星点。 例如，140毫米口径的望远镜，解析力=120″/120毫米=1″，即可以分辨1″角距的双星。 三、聚光能力与极限星等聚光能力与望远镜的物镜面积（S）成正比，S=πD^2/4，也就是说，望远镜的口径（D）越大，望远镜的聚光能力越强。人眼睛的瞳孔直径大约为0.8厘米，一台口径为12厘米口径的望远镜为人眼聚光能力的225倍。 通过望远镜可以看到人眼睛不能看见的暗弱星体。这是因为望远镜的聚光能力比人眼睛强，更够看到更暗的星，但也是有限的。极限星等是指通过望远镜所能看到的最暗的星等。人的肉眼能看到的最暗的星为6等，一台50毫米的望远镜则为10.3等，口径越大的望远镜所能看到的极限星等越暗。  图10.3 梅西耶天体排名第一的蟹状星云，编号M1 事实上，“看多远”完全取决于被观测目标的亮度，只要目标足够明亮，不用望远镜也能看到无穷远，譬如我们用肉眼能看到的6000颗左右的恒星，实际上都可认为在无穷远处。这是因为我们所见的“天上的星星”99.9%以上都是恒星，而恒星离我们如此遥远，所以即使用地球上最大的望远镜来观测，它们仍然只是一个个几何亮点（亮点越小，表明望远镜的光学成像质量越高；反之，如果在望远镜中看到恒星有了视面甚至有了颜色，则可断定其光学系统存在严重弊病），只有那些太阳系中的天体（如太阳、行星、卫星、彗星等）或太阳系外有视面的天体（如星云、星系、星团等）才能借助于望远镜放大。 四、出射瞳孔如果用物镜口径（以mm为单位）除以放大倍数，如“35／7”、“50／８”、“70/15”，那么你就可以得到以毫米为单位的通过望远镜射到眼睛处的光束直径。这个数值越大，你眼睛接收到的光或被观测目标信息就越多，这个数值称为望远镜的出射瞳孔。它对我们选择望远镜有什么用处呢？ 我们眼睛瞳孔的直径在不同明暗条件下的变化范围约为2mm至7mm。光越暗，瞳孔直径越大。如果你准备用双筒望远镜在暗处观察，则应选择望远镜的出射瞳孔与你的眼睛在暗处时的瞳孔直径相近的双筒望远镜，这样才能最有效地利用望远镜所接到的信息。由于人眼瞳孔直径的变化范围因人而异（比如四十多岁人的瞳孔直径就只能扩张到4～5mm）所以出射瞳孔一般选择在３～７mm就可以了。  图10.4 乌鲁鲁银河摄影 五、视野所谓的视野就是指从天文望远镜观星的时候，我们可以看到一个圆形有星星的视场。在目镜内可见的视野范围称为目视界，在目视界中，实际的星空范围称为实视界。视场是通过望远镜能看到的范围大小，视场越大，观测范围就越宽广，感觉也越舒适。视场常用千米处视界（可观测的宽度，以米为单位）或换算成角度来表示。视场的大小与放大倍数成反比，放大倍数越大，视场越小。 视野单位以角度来表示，能够被望远镜良好成像的天空区域的角直径称为望远镜的视场或视场角（ω）。如果目镜的目视界和望远镜的倍率为已知，则有下面公式可以计算实视界：实视界=目镜视界/倍率 由此可见，望远镜的视场与放大率成反比，放大率越大，视场越小。不同的光学系统、不同的成像质量（由像差大小而造成）、不同的口径、不同的焦距，决定了望远镜不同的视场的大小(对天体摄影来说，底片或CCD的尺寸也会约束视场的大小)。反射望远镜的视场最小，一般都小于1度；折射望远镜较大，能达到几度；折反射望远镜的视场最大，能达到十几度甚至几十度。 未完待续…… |
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