天文望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)性能

在觀察天體中，有的天體有視面，有的沒(méi)有可分辨的視面；有的天體光極強(qiáng)，有的又特微弱；有的是自己發(fā)光，有的是反射光。觀測(cè)者應(yīng)根據(jù)觀測(cè)目的，選用不同的望遠(yuǎn)鏡，或采用不同的方法進(jìn)行觀測(cè)；一般說(shuō)來(lái)，普及性的天文觀測(cè)多屬于綜合性的，要考慮"一鏡多用"。選擇天文望遠(yuǎn)鏡時(shí)，一定要充分了解它的基本光學(xué)性能。評(píng)價(jià)一架望遠(yuǎn)鏡的好壞，首先要看它的光學(xué)性能，其次看它的機(jī)械性能（指向精度與跟蹤精度）是否優(yōu)良。天文望遠(yuǎn)鏡廠家生產(chǎn)的天文望遠(yuǎn)鏡光學(xué)性能一般用下列指標(biāo)來(lái)衡量：

1.有效口徑（D）

指物鏡的有效直徑，常用D來(lái)表示；指望遠(yuǎn)鏡的通光直徑，即望遠(yuǎn)鏡入射光瞳直徑。望遠(yuǎn)鏡的口徑愈大，聚光本領(lǐng)就愈強(qiáng)，愈能觀測(cè)到更暗弱的天體，它反映了望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天體的能力，因此，愛(ài)好者在經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下，應(yīng)選擇較大口徑的望遠(yuǎn)鏡。

2.焦距（F）

望遠(yuǎn)鏡的焦距主要是指物鏡的焦距。物鏡焦距F是天體攝影時(shí)底片比例尺的主要標(biāo)志。對(duì)于同一天體而言，焦距越長(zhǎng)，天體在焦平面上成的像就越大。

3.相對(duì)口徑（A）

相對(duì)口徑又稱(chēng)光力，它是望遠(yuǎn)鏡的有效口徑D與焦距F之比，它的倒數(shù)叫焦比（F/D）。有效口徑越大對(duì)觀測(cè)行星、彗星、星系、星云等延伸天體是非常有利的，因?yàn)樗鼈兊某上裾斩扰c望遠(yuǎn)鏡的口徑平方成正比；而流星等所謂線(xiàn)形天體的成像照度與相對(duì)口徑A和有效口徑D的積成正比。故此，作天體攝影時(shí)，應(yīng)注意選擇合適的有效口徑A或焦比。一般說(shuō)來(lái)，折射望遠(yuǎn)鏡的相對(duì)口徑都比較小，通常在1/15～1/20，而反射望遠(yuǎn)鏡的相對(duì)口徑都比較大，通常在1/3.5～1/5。 

4.視場(chǎng)（ω）

能夠被望遠(yuǎn)鏡良好成像的區(qū)域所對(duì)應(yīng)的天空角直徑稱(chēng)望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)。望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)與放大率成反比，放大率越大，視場(chǎng)越小。不同的口徑、不同的焦距、不同的光學(xué)系統(tǒng)與質(zhì)量（像差），決定了望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)的大小(CCD的像數(shù)尺寸有時(shí)也會(huì)約束視場(chǎng)的大小)；一般科普用反射望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)小于1度，而施密特望遠(yuǎn)鏡消像差比較好，故它的視場(chǎng)可達(dá)幾十度。 

5.放大率（M）

指目視望遠(yuǎn)鏡的物理量，即角度的放大率。目視望遠(yuǎn)鏡的放大率等于物鏡焦距與目鏡焦距之比，也等于物鏡入射光瞳與出射光瞳之比。因此，只要變換不同的目鏡就能改變望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)，但由于受物鏡分辨本領(lǐng)，大氣視寧?kù)o度及出瞳直徑不能過(guò)小等因素的影響，望遠(yuǎn)鏡的放大倍率也不是可以無(wú)限制的增大；一般情況應(yīng)控制在物鏡口徑毫米數(shù)的1-2倍（最大不要超過(guò)300倍）。不少人提到天文望遠(yuǎn)鏡時(shí)，首先考慮的就是放大倍率。其實(shí)，天文望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡不一樣，地面天文觀測(cè)的效果如何，除儀器的優(yōu)劣外，還受地球大氣的明晰度和寧?kù)o度的影響，受觀測(cè)地的環(huán)境等諸因素的制約。而且，一架天文望遠(yuǎn)鏡有幾個(gè)不同焦距的目鏡，也就是有幾個(gè)不同的放大倍率可用。觀測(cè)時(shí)，絕不是以最大倍率為最佳，而應(yīng)以觀測(cè)目標(biāo)最清晰為準(zhǔn)。 

6.分辨本領(lǐng)

指望遠(yuǎn)鏡能夠分辨出的最小角距。目視觀測(cè)時(shí)，望遠(yuǎn)鏡的分辨角＝140（角秒）/D（毫米），D為物鏡的有效口徑。望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)由望遠(yuǎn)鏡的分辨角的倒數(shù)來(lái)衡量。分辨角（δ）通常以角秒為單位，是指剛剛能被望遠(yuǎn)鏡分辯開(kāi)的天球上兩發(fā)光點(diǎn)之間的角距，理論上根據(jù)光的衍射原理可得δ=1.22λ/D   式中λ為入射光的波長(zhǎng)，對(duì)于目視望遠(yuǎn)鏡而言，以人眼最敏感的波長(zhǎng)λ=555納米來(lái)代替,并取物鏡口徑D以毫米計(jì),則有: δ"=140/D(mm)   由于大氣視寧?kù)o度與望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)像差等的影響,實(shí)際的分辨角要遠(yuǎn)大于此（一般介于0.5到2角秒間）。望遠(yuǎn)鏡的分辨率愈高，愈能觀測(cè)到更暗、更多的天體，所以說(shuō)，高分辨率是望遠(yuǎn)鏡最重要的性能指標(biāo)之一。

7.貫穿本領(lǐng)

指在晴朗的夜晚，望遠(yuǎn)鏡在天頂方向能看到最暗弱的恒星星等。貫穿本領(lǐng)主要和望遠(yuǎn)鏡的有效口徑有關(guān)。在無(wú)月夜的晴朗夜空，我們?nèi)说难劬σ话憧梢钥匆?jiàn)6等左右的星；一架望遠(yuǎn)鏡可以看見(jiàn)幾等星主要是由望遠(yuǎn)鏡的口徑大小決定的，口徑愈大，看見(jiàn)星等也就愈高（如50毫米的望遠(yuǎn)鏡可看見(jiàn)10等星，500毫米的望遠(yuǎn)鏡就可看到15等的星）。