关于望远镜介绍

[拼音]：wangyuanjing

[外文]：telescope

观测远处物体的光学仪器。望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角，使人眼能看清角距更小的细节。望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼，使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。望远镜由物镜和目镜两组镜头及其他配件组成。光线先经过物镜，后经过目镜，人眼在目镜的后面观测。为了减小望远镜的像差，物镜和目镜通常都由多个光学元件组成。人眼的分辨角大约是1┡。

若使物镜和目镜的焦点重合，入射的平行光束，经过望远镜后仍然是平行光束。两束交叉入射的平行光束，经过望远镜后出射时，夹角被放大的倍数称为放大率(或倍率)，它等于物镜和目镜焦距之比。另一方面，此时出射的平行光束变细了，入射和出射平行光束截面直径之比，也恰好等于望远镜的放大率。只要有一定的放大率，使出射的平行光束直径小于瞳孔的直径，物镜收集到的一束很粗的平行光就可全部送入人眼。

望远镜物镜所能收集的最大的光束直径，称为口径。望远镜观测到的范围，称为视场，通常以角度来表示。视场大小和目镜的结构有关。对于同样类型的目镜，视场直径与放大率成反比：放大率越高，视场越小。

伽利略制成的望远镜，目镜是负透镜，称为伽利略望远镜，观测到的是正像，视场较小。开普勒采用正透镜作目镜，这样的望远镜称为开普勒望远镜。用它观测到的是倒像，视场较大。现在绝大多数天文望远镜都采用这种形式。按物镜的结构，望远镜分为三大类：用透镜作物镜的称为折射望远镜，用反射镜作物镜的称为反射望远镜，兼用透镜和反射镜作物镜的称为折反射望远镜。

用于观测地面目标的望远镜，一般口径为几厘米，放大率为几倍到十几倍。为了获得正像，常在物镜和目镜之间加入两块转像直角棱镜，观测地面目标的双筒望远镜就常用这种结构。天文望远镜在光学原理上与观测地面目标的望远镜并没有区别，只是口径大、倍率高和允许倒像。由于受到衍射、天文宁静度和望远镜本身的缺陷（像差、加工误差等）的限制，望远镜的角分辨能力并不能随着放大率的增加而无限提高，安置在地面上的望远镜，目前达到的最小分辨角约为十分之几角秒。

从1609年伽利略创制第一架天文望远镜，到照相术开始应用于天文观测之前的二百多年间，望远镜是供目视观测的。照相术应用于天文观测以后，用作照相的望远镜，直接在物镜的焦面上放置照相底片，这种望远镜实际上就是一架大型照相机。在这种情况下，底片上物像的线长度是和物镜的焦距成正比的。照相底片所对应的范围，称为视场，一般仍以角度来表示，可用视场的大小与物镜的结构有关，它主要受像差的限制。望远镜物镜的口径D和焦距f之比，称为相对口径，也称为光力，常记为 A，它的倒数称为焦比。对于面状天体（如像大于底片颗粒的星云、星系，特别是包括底片上的天空背景）像的照度和A2成正比，而不再与 D有关。对于线状天体（如在焦面上移动的像宽度小于底片颗粒的人造卫星、流星），像的线照度与A和D成正比。对于点状天体（如像小于底片颗粒的恒星）像点的总能量与D2成正比，而不再与A有关。照相时，根据不同对象选用口径、相对口径和视场适当的望远镜。

用作目视观测的望远镜称为目视望远镜。用作照相观测的望远镜称为照相望远镜或天体照相仪。随着更多的辐射探测器，如光电倍增管、光电成像器件等的出现，以及为了各种专门目的如光谱分析、光电测光等，在现代天文观测中，主要已不再依靠肉眼和使用目镜了。另一方面，人眼能观测到的只是波长从4000～7000埃的一小段辐射，由于适用于不同波段的望远镜，如射电望远镜、红外望远镜、紫外望远镜、X光望远镜等的出现，现代天文观测已远远超出上述范围。其中用于可见光和近红外、紫外波段的望远镜，称为光学望远镜。在现代，天文望远镜的定义应为：收集天体辐射并形成它的像的仪器。而作目视观测的天文望远镜只是其中的一个特例。

为了收集更多的辐射，对天体作更仔细的研究和观测更暗弱的天体，最重要的是增大望远镜的口径。现代最大的光学望远镜的口径是 6米，最大的可跟踪抛物面射电望远镜的口径是 100米。望远镜的分辨本领，受到衍射、天文宁静度和望远镜缺陷这三方面的限制。增大望远镜的口径，采取多口径干涉，将望远镜发射到空间去，把望远镜设计和制造得更精良，都是努力的方向；此外，发展中的斑点干涉测量、主动光学和信息处理等技术，也在进一步打破上述限制（见天文像的复原）。

用天文望远镜观测运动中的天体，不仅要对准观测对象，而且往往需要以很高的精度（对光学望远镜来说是十分之几角秒）进行跟踪。要达到这样高的精度，望远镜的机械结构必须十分精密。表面几何形状准确到几分之一到十几分之一波长的镜面，也需要由机械结构来支撑，并在转动中保持镜面有这样高的精度和系统的准直。在望远镜获得天体像后，还需配置和更换称为终端设备的各种探测器（如各种照相底片、光电倍增管、光电成像器件等）和专门仪器(如分光仪、光电光度计等)。现代的天文望远镜往往配置有电子计算机，以精密控制望远镜的运动，进行自动观测和数据的实时处理。

参考书目

1. H.C.King，The History of the Telescope， CharlesGriffin， London， 1955.
2. G. P. Kuiper ed.， Telescopes， Univ. of Chicago Press， Chicago， 1960.

参考文章

• 望远镜的品牌有哪些？生活知识
• 望远镜座天文天体
• 望远镜的由来生活知识
• 天文望远镜按照光路分为几种类型？天文天体
• 望远镜“20*50”表示什么？生活知识