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天文光學望遠鏡的基本性能參數主要有下列幾項︰
1、物鏡的口徑(D)
望遠鏡的物鏡口徑一般是指有效口徑,也就是通光直徑,即望遠鏡的入射光瞳直徑,是望遠鏡聚光本領的主要標志,而不是指鏡頭的玻璃的直徑大小。
2、焦距(f)
望遠鏡光學系統往往有二個有限焦距的系統組成,其中第一個系統(物鏡)的像方焦點與第二個系統(目鏡)的物方焦點相重合。物鏡焦距常用f表示,而目鏡焦距用f’表示。物鏡焦距f是天體攝影時底片比例尺的主要標志。對于同一天體,焦距越長,天體在焦平面上的影像尺寸就越大。
3、相對口徑(A)與焦比(1/A)
望遠鏡有效口徑D與焦距f之比,稱為相對口徑或相對孔徑A,即A=D/f。這是望遠鏡光力的標志,故有時也稱A為光力。彗星、星雲或星系等有視面天體的成像照度與相對口徑的平方(A2)成正比;流星或人造衛星等所謂線性天體成像照度與相對口徑A和有效口徑D之積(D2/f)成正比。因此,作天體攝影時,要注意選擇合適的A或焦比1/A(即f/D。照相機上稱為光圈號數或系數)。
4、分辨角(它的倒數稱分辨本領)
剛剛能被望遠鏡分辨開的天球上兩發光點之間的角距,稱為分辨角,以δ表示。理論上根據光的衍射原理可得
δ=1.22λ/D
式中λ為入射光波長。在取人眼敏感波長(λ=5.55×10-4mm)時,δ用弧度表示,有
δ〞=140〞/D (D以mm為單位)
對于照相望遠鏡,δ取下式︰
δ〞=(3100A+113)/D (D以mm為單位)
此為理論的分辨角,實際上因光學鏡頭的加工質量及觀測條件的影響,很難達到此理想的數值。而對于照相觀測,對于同一天體,物鏡焦距越長在焦平面上天體影像就越大,此為比例尺,以每毫米對應天體上的張角α〞來表示︰
α〞=206265/f
例如對于KP200R的主鏡筒,f=2400mm,則比例尺α〞=206265/2400=86〞/mm
5、放大率(G)
對目視望遠鏡而言,物鏡焦距為f,目鏡焦距為f′,則放大率為
G=f/f′
由式可知,只要變換目鏡,對同一物鏡就可以改變望遠鏡的放大倍數。由于受物鏡分辨本領,大氣視寧靜度及望遠鏡出瞳直徑不能過小等因素的影響,一台望遠鏡的放大倍數不是可以任意過大的配備的。根據觀測目標及大氣視寧靜度的實際情況,放大率一般控制在物鏡口徑毫米數的1∼2倍。
6、視場角(ω)
能夠被望遠鏡良好成像的天空區域,直接在觀測者眼中所張的角度,稱為視場或視場角(ω)。望遠鏡的視場往往在設計時已被確定。折射望遠鏡受像質的限制而約束了視場角,反射望遠鏡或折反射望遠鏡往往受副鏡尺寸影響而約束了視場角。但對于天體攝影,視場還可能受接收器像素尺寸大小的約束。
望遠鏡的視場與放大率成反比,放大率越大,視場越小。
在未知視場的數值時,可以自行測量。以望遠鏡對準天赤道附近某一顆恆星,調好儀器,使星像在視場中央通過。儀器不動(不開轉儀鐘),記錄該星經過視場的時間間隔,設為t秒,星體的赤緯為δ,則視場角為
ω=15ts cosδ
7、極限星等或貫穿本領
在晴朗無月的夜間,用望遠鏡觀察天頂附近的最暗星的星等,稱為極限星等(mb),極限星等與望遠鏡的有效口徑、相對口徑、物鏡的吸收系數、大氣吸收系統和天空背景亮度等多種因素有關。不同作者給出的經驗表達式,略有差異。較簡單的估計式為
mb=6.9+5lgD
式中D用cm為單位,對于照相觀測,極限星等還跟露光時間及底片特性等有關。有一個常用的經驗公式︰
mb=4+5lgD+2.15lgt
式中t為極限露光時間,不考慮底片的互易律失效,也沒有考慮城市燈光的影響。檢驗望遠鏡極限星等的方便方法,是利用昴星團中央處選標星的標準星等(見右圖),或者用北極星(NPS)的標準星等(照相星等,仿視星等)來估計或推算。
資料來源︰go.163.com/~qinyu