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望远镜物镜和目镜焦距关系

时间:2022-01-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:伽利略设计和制造的望远镜用凸透镜作物镜,用凹透镜作目镜,成正立的像。这种望远镜叫做“伽利略望远镜”。早期的折射望远镜存在着一些缺陷。这种色差的存在仍旧阻止天文学家获得清晰的像。图8.1 伽利略亲手制作的两架望远镜,现藏于佛罗伦萨博物馆为了抑制球面像差和色差,只能采用小曲率即长焦距的透镜来制造折射望远镜。这架望远镜的透镜口径只有10厘米,焦距则长达37米。为了避免镜筒自重造成的弯曲,惠更斯干脆取消了镜筒。
折射望远镜_天文学史一部人

伽利略设计和制造的望远镜用凸透镜作物镜,用凹透镜作目镜,成正立的像。这种望远镜叫做“伽利略望远镜”。开普勒很快在他的《屈光学》中提出一种设计,目镜也用凸透镜,这种望远镜视场大,成倒像,用于天文观测,叫做“开普勒望远镜”或“天文望远镜”。

早期的折射望远镜存在着一些缺陷。首先当时使用球形曲率的透镜,使得平行光不能被聚焦,因此不能形成清晰的像。17世纪的研磨和抛光技术无法消除透镜的球面像差。其次,即使透镜能使单色光聚焦,但由于不同颜色的光有不同的折射率,因此不能严格聚焦于一点。这种色差的存在仍旧阻止天文学家获得清晰的像。

图8.1 伽利略亲手制作的两架望远镜,现藏于佛罗伦萨博物馆

为了抑制球面像差和色差,只能采用小曲率即长焦距的透镜来制造折射望远镜。赫维留斯(J.Hevelius,1611-1687)用过的一架望远镜,焦距长达45米。这架望远镜的整个镜筒吊在一根30米高的桅杆上,需要很多人用绳子来操控它的升降。卡西尼(Giovanni Domenico Cassini,1625-1712)用过的一架望远镜焦距长达41米。惠更斯(Christiaan Huygens,1629-1695)干脆设计了一架目镜和物镜之间只有一根绳子连接的望远镜。这架望远镜的透镜口径只有10厘米,焦距则长达37米。为了避免镜筒自重造成的弯曲,惠更斯干脆取消了镜筒。他把物镜和目镜各装在一个金属圆筒里,把物镜圆筒安装在高度可调节的高竿上,目镜安置在地面的一个木支架上,用细绳把物镜和目镜连接起来。这样的望远镜要对准一颗星是很困难的。由于没有镜筒,周围的散光也容易进入目镜,使星像变淡。但是为了减少色差,这些似乎是值得付出的代价。

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